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2019 年度 実績報告書

ロボティックスワームの群れ行動解析に基づく運用支援システムの構築

研究課題

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, 学術研究部工学系, 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 / 進化ロボティクス / 行動学習 / ヒューマンスワームインタラクション
研究実績の概要

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,R1年度は,そのための要素として掲げた「群れを作る・見る」「群れを遣う」を前年度から継続して取り組んだ.それぞれの詳細は以下の通りである.
(1)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.ロボットの入出力,およびシナプス結合荷重値をバイナリ化したときの群れ行動について調べた.前年度までのフィードフォワード型の人工神経回路網ではなく,リカレント型のものを用いてロボット群の頑健性・柔軟性・拡張性の評価を行なった.実施した計算機実験では,フィードフォワード型のときと同様に,ロボット台数の増加に対してバイナリ化した信号を用いることでより高い適応度を得られた.
(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.ロボティックスワームにはBoidに基づく群れ行動モデルを実装した.また,学習機構を持ち,先導,追従,その中間的なルールのいずれかを逐次用いる過程でそれらの選択確率を更新する.障害物の形状などが異なる環境で評価実験を実施した.
研究機関全体を通して,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した.災害現場での探索活動などの将来的な工学的・社会的応用への礎を築くための一助となるべく,不確実な環境における群れ行動生成・解析,および群れの高機能化のためのヒューマンスワームインタラクションに取り組んだ.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Sharing Experience for Behavior Generation of Real Swarm Robot Systems Using Deep Reinforcement Learning2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Toshiyuki, Ohkura Kazuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 31 ページ: 520~525

    • DOI

      10.20965/jrm.2019.p0520

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 機能制約の大きい状況以下における群ロボットの協調搬送行動の生成2020

    • 著者名/発表者名
      下平新,太田俊介,保田俊行,神代充
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越支部 第57期総会・講演会
  • [学会発表] 深層学習を用いたセファロ分析のための計測点検出手法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      鮒岡弘樹,太田俊介,保田俊行,神代充
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越支部 第57期総会・講演会
  • [学会発表] On the scalability of evolutionary swarm robotic systems from the viewpoint of the individual simplicity2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Yasuda, Mitsuru Jindai, and Shunsuke Ota
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2019
    • 国際学会
  • [備考] 富山大学 保田俊行

    • URL

      http://www3.u-toyama.ac.jp/yasuda/

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公開日: 2021-01-27  

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