| 研究課題/領域番号 |
23K22781
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01511 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 (2024)
京都大学 (2022-2023) |
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研究代表者 |
櫻間 一徳 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (10377020)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2024年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2023年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | マルチエージェントシステム / 制御系設計理論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，大規模化する社会ネットワークシステムに応用するため，マルチエージェントシステムの制御系設計理論に関する研究が盛んである．一方，ロボット・ドローン・自動車・人間・それらを取り巻く環境は，構造が異なるエージェントとして捉えられる．これらを協働させるための技術基盤として，スケーラブルな制御系設計手法を開発することが，本研究の目的である．
既存研究では同一エージェント群を対象としてモデル縮約に基づく設計が行われていた．構造異種なエージェント群に対する新しいアプローチとして，モデル構造の異種性と観測の相対性を関連付けることで構造異種なエージェント群に対する手法に発展させる．
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| 研究実績の概要 |
近年，大規模化する社会ネットワークシステムに応用するため，マルチエージェントシステムの制御系設計理論に関する研究が盛んである．特に，システムの規模によらず系統的な設計が可能なスケーラブルな手法が望まれている．一方，ロボット・ドローン・自動車・人間・それらを取り巻く環境は，構造が異なるエージェントとして捉えられる．本研究では，これらを協働させるための技術基盤として，構造異種なエージェント群に対するスケーラブルな制御系設計手法を開発することを，目的とする．
本年度は，構造異種なエージェント群の制御問題の適切な定式化について検討した．ここでは，モデル構造を「配位空間」として捉えた．これによって，モデル構造の異種性を自然に組み込んだダイナミクスモデルを構築した. ハミルトニアンシステムがその典型である．例えば，ロボットマニピュレータの配位空間はアームの角度，ドローンの配位空間は3次元上の位置と姿勢からなり，モデル構造の違いを配位空間の違いとして表現できる．一方，観測モデルとしては，エージェントが自律的に動作することを踏まえ，内部センサによる「相対観測」に基づくものとした．また，タスクはエージェントに共通であるため，「絶対座標」上で定義した．ダイナミクスは配位空間上で自然に定義することができるが，相対観測やタスクはそうではない．異なる空間上で定義されたダイナミクス・ 相対観測・タスクを制御問題として矛盾なく定式化できるための必要十分条件を導出した．
最後に，実験機として，2 輪移動ロボットとドローン数台の小規模なシステムを構築した.
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
理論部分はある程度完成し，実験の準備に取りかかっているため．
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| 今後の研究の推進方策 |
まず，構造異種なエージェント群に対するスケーラブルな制御系設計法を開発する課題に取りかかる．ここでは，これまでに体系化した「統一的な相対観測に基づく制御系設計理論」を援用する．本課題では，モデル構造の異種性と観測の相対性の関係を明らかにすることで，配位空間の構造に対する評価関数の不変性によって，タスクが実現可能であるための必要十分条件を導出する.この結果をもとに，エージェント毎に配位空間の構造が異なっていながら，エージェントに共通のタスクを実現するための制御器を設計する.また，ロボット・ドローンの台数を増やした実験に取りかかる．
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