| 研究課題/領域番号 |
17K00368
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| 研究機関 | 東北学院大学 |
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研究代表者 |
菅原 研 東北学院大学, 教養学部, 教授 (50313424)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 動的安定 / 構造物構築 / 群ロボット / 適応機構 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は「多数のブロックが散在している空間において、群ロボットがブロックの運搬と、局所的な着脱を常に繰り返す中で、大域的に安定かつ発展的な構造物を作る」ことを目指している。当該年度に計画した主要テーマは「外的環境を導入し、その影響下における合理的形状の自己組み立てを実現することで構造と機能を有機的に結び付ける」というものであった。具体的な研究項目として、①外圧に対する自己構造強化ダイナミクスの探求、②能動的な負荷分散を実現する基本的なアルゴリズムの探求、③基本構造設計手法の改良、としていた。
①外圧に対する自己構造強化ダイナミクスについて。外圧として光刺激を題材とし、光を遮蔽する空間をできるだけ広くとるというタスクを通して構造強化ダイナミクスを探求した。まず、ブロック単体の遮蔽率が1.0のものを用いて基本となるダイナミクスを確立した。その上で単体の遮蔽率が1.0以下のものを導入し、複数のブロックの層が自己組織化されることで遮蔽率1.0の領域が形成されるようにダイナミクスを拡張することに成功した。
②能動的な負荷分散を実現する基本的なアルゴリズムについて。前項と同様の環境において、簡単な確率動作を組み入れることで初歩的な能動性をもたせることを検討し、基礎的な計算機実験により検証を行った。
③基本構造設計手法の改良について。前年度より持ち越していた、ループ構造の表現方法とヒューリスティックスによる冗長性に対するルールの最適化に関して一定の解決を得るに至った。前者についてはループ構造による構造物構成要素同士の衝突を積極的に活用することで解決できることを明らかにした。後者についてはテキストデータ圧縮の概念を活用することで一定の成果を得ることができた。
なお、当初の計画に従い、実機実験のための準備もおこなってきたが、新たに設計および動作確認のところで遅延が発生している状況にある。
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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
実機実験に関する計画に少し遅延が生じているが、研究全体の進捗としては概ね計画通りに進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
構造と機能の有機的なつながりに関する項目の強化を図る。当初の計画に従って、損壊による自己強化ダイナミクスのさらなる拡張、ならびに、能動的な負荷分散ダイナミクスの高度化を目指すこと、階層性を有するシステムへの拡張を試みること、提案手法の有効性を小規模な実機実験によって検証することを実施していく。また、これまでのプロセスで集団が有する冗長性を積極的に活用する、力学的な自然現象を活用する、などの新たな知見が活用できる見込みが出てきたことから、これらも積極的に本プロジェクトに組み入れていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本格的な実機実験を実施するに至っていないことが主たる理由である。実機実験を本格的に実施する上で、実験補助のための人件費・謝金が必要になる見通しであることを含め、研究期間内に当初予算が全額執行する見込みである。
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