| 研究課題/領域番号 |
18K11494
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
森岡 一幸 明治大学, 総合数理学部, 専任教授 (40408711)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 複数移動ロボット / 地図共有システム / ブロックチェーン |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、自律移動ロボットの走行のための広域環境地図を生成・更新していくことのできる環境データ取得インフラについて取り組んでいる。特に、ネットワーク化されたロボットやセンサがそれぞれセンサデータを獲得し融合することで、環境地図を拡張・更新していくことができるデータ取得インフラのネットワークやシステム構成について、実験システムの構築を通じて有効な構成法を調査・検討することが目的である。
当初予定した研究項目のうち、２０１８年度は「分散型データ共有・管理システムに関する研究」に中心的に取り組んだ。移動ロボットの行動に活用できる、環境の人頻度地図を対象として、ブロックチェーンの実装方法のひとつであるEthereumを用いて、複数の移動ロボットによる地図情報共有システム構成について検討した。環境の地図情報について、最後に更新されてからの経過時間に応じて、移動ロボットによる地図の再更新に対するインセンティブを考慮した、複数移動ロボットによる地図更新システムと、更新された地図を活用した自律行動を実現するプロトタイプを開発した。これにより環境地図の共有・更新というタスクの実現可能性について示すことができた。さらに大規模なロボットネットワークにおける共有システムの検討のため、ROSおよびEtheremを統合したシミュレータの開発を開始している。
また、屋外空間での移動ロボットの地図共有に関する知見を得るために、複数台の移動ロボットがそれぞれ構築した地図を互いに活用した走行実験を行った。地図情報以外のセンサデータ共有も念頭において、スマートフォンなどで取得できる様々なセンサ情報をROSプラットフォームにて統合するためのアプリケーションも開発し、今後の研究に活用することが可能になった。
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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
２０１８年度に当初予定していた研究項目のうち、「分散型データ共有・管理システムに関する研究」については、そのプロトタイプ開発により実現可能性を示すことができた。このプロトタイプは、２０１９年度に予定していた「システムの持続可能性に関する研究」で検討する、データの価値の評価の一部も含んでおり、特に環境地図においてデータ取得からの経過時間に応じた共有・更新システムとなっている。今後、システムの持続可能性に関する研究をさらに進めるためには、様々なロボットの台数、環境によるシミュレータを開発することが有効であると考え、その開発を始めている。
一方、同様に２０１８年度に予定していた「センサデータの信頼性の担保に関する研究」に関しては、具体的な成果は上がっていない。システムのプロトタイプ開発の過程で、結局はデータの価値の評価は２０１９年度に予定していたシステムの持続可能性の研究とも内容的に重複していること、その研究のためには前述の通りシミュレータを開発することが必要などの理由で、２０１９年度の研究にてまとめて実施することが効果的であると考えたためである。
これらの研究の進展状況を鑑みて、２０１８年度に予定した内容がすべて検討できたわけではないが、２０１９年度の研究に向けた課題の整理と準備を始めることができたことから、おおむね順調に進展していると評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
２０１９年度は、「システムの持続可能性に関する研究」というテーマで、データ取得インフラとして持続可能なエコシステムを設計するために、センサデータの価値を評価するための仕組みについて主として検討していく予定である。センサデータの信頼性に関する評価も含むものである。価値の評価項目として、センサデータの量や精度、多様性といったデータ自体の品質、または場所に応じたデータ取得の頻度や重要性といった環境に依存するデータの評価など、様々なインセンティブの付け方が考えられる。後者に関してはすでにプロトタイプは開発しているが、その他の項目も含めてシミュレータにおいて比較検討していく。
また、プロトタイプ開発の過程で、複数の移動ロボットにて共有するデータとして、環境地図だけでなく、深層強化学習に基づいて得られた走行ルール自体を共有することが、移動ロボットの知能共有プラットフォームとして有効ではないかという着想を得た。当初の研究計画に加えて、複数ロボットのネットワークにおける走行ルールの学習と共有システムの研究も、合わせて進めていく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
事務処理の都合により、２０１８年度使用分の旅費の一部が次年度の執行となった。
その他の次年度使用分については、プロトタイプ開発の過程で、研究の進展のためには実環境でのシステム開発よりもシミュレータの開発を優先することにしたため、物品購入に該当する支出が減ったため発生した。繰越分については、２０１９年度は物品購入だけでなく、旅費交通費としても使用する予定である。
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