| 研究課題/領域番号 |
17K14627
|
|---|
| 研究機関 | 富山大学 |
|---|
研究代表者 |
保田 俊行 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 准教授 (60435451)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| キーワード | スワームロボティクス / 群れ行動生成 / 群れ行動解析 / 進化ロボティクス / ヒューマンスワームインタラクション |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究課題は，スワームロボットシステムの群れ行動解析を通した協調行動に潜むメカニズムの解明，およびその知見を基とした高い適応的タスク遂行能力を持つ群知能システムの構築法への展開を目指すものである．期間全体としての目標である「群れを知る」ことを実現するため，H30年度は，前年度の「群れを作る・見る」を継続するとともに，「群れを遣う」ことに取り組んだ．それぞれの詳細は以下の通りである．
(1) H29年度から引き続き，スワームロボットシステムの創発的協調行動の生成のために，人工進化を用いてロボットの制御器を設計する進化ロボティクスアプローチを採用した．タスクとして協調搬送を取り上げ，ロボットの構成が行動生成に与える影響を検証した．具体的には，ロボットの入出力，およびシナプス結合荷重値を離散値・連続値としたときの群れ行動について調べた．特に，行動獲得後に台数を増加させるなどといった環境変化を与えてロボット群が適応していく様子を分析する．すなわち，ロボット群の頑健性・柔軟性・拡張性を評価を行なった．実施した計算機実験では，ロボットの台数を増加させたとき，離散値を用いた場合により高い適応度を得られた. また，環境変化の度合いによっては，離散値で進化的に獲得した結合荷重値を連続値に変換した場合の方が安定な行動が観察された．
(2) 群れとしてのパフォーマンス向上のため，ロボットの群れ行動に人間が介入するヒューマンスワームインタラクションに取り組んだ．具体的には，遠隔操縦型のリーダロボットによりロボティックスワームを目的地までまとまりを維持したまま移動させるというタスクを取り扱った．リーダロボットに搭載したレーザレンジファインダやカメラから得られる情報を基にオペレータは操縦を行う．Boidに基づく群れ行動モデルを実装したロボティックスワームに，目標地への移動を促すことに成功した．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
H29年の代表者の他研究機関への転出に伴う研究実施環境の変更に起因する初年度の遅れを取り戻すに至らなかった．計算機環境，ロボット実機および実験フィールドの制限から，実機ロボットの自作は行わず，市販の小型移動ロボット・Kilobotによる実験を行うこととした．計算機実験上でのKilobotの行動獲得結果を実機に移植する再現性検証実験を行う予定であったが十分な成果は得られなかった．しかし，計算機実験のみにおいてではあるが，簡素な形式でのデータの取り扱いによって一定の性能でのタスク遂行を目指すことが有効な対応となりうるという前年度の知見を深めることができた．そのことから，シミュレーション結果の実機ロボットへの移植におけるギャップやノイズの軽減，ならびに実機進化への展開につなげることへの期待は高まったと考えている．
また，H30年度の目標として当初掲げていた「群れを遣う」ことにおいては，解析結果の利用の方策として，状況に応じた制御器の選択，および投入台数の決定を行うリコメンデーション方式の構築について当初は取り組む予定であった．しかし，そのための群れ行動のデータベース構築が困難になったため，ロボットの群れに人間が直接介入することで群れとしての性能向上させて本来は取り扱えないタスクを遂行させることに方針転換を行なった．
|
| 今後の研究の推進方策 |
期間延長が受理された．これまでの方法論を継続して実施し，取りまとめを行う．
これまでに行なってきた実験は特定のタスク・台数によるものであるので，設定を様々取り扱い議論を深める．そして，これらの成果発表に注力する．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
H29年度の所属機関変更に伴う研究の遅延により，成果発表が行えていないため．成果のまとめを行なっており，その過程で必要が生じた追加の実験も実施する．
|
