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2019 年度 実施状況報告書

低機能自律移動端末群システムの新モデル提案および問題解決能力の解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K11823
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

片山 喜章  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10263435)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード自律移動端末 / ペアボット / 分散アルゴリズム / autonomous mobile robot / pairbot / distributed algorithm
研究実績の概要

本研究課題の目的は,自律移動可能な比較的低機能な端末群についての新たな理論モデルの構築と,モデルの違いによる問題の可解性の解明である.
2019年度においては,本研究課題課題の目的を達成するために大きく分けて,A:新しい理論モデルに関する研究,B:理論と実装に関する研究,C:自律移動端末システムの応用に関する研究,の3つを柱として研究を行った.
A:新しい理論モデルに関する研究については,我々の研究グループで新たに提案した2台1組端末の理論モデルであるペアボット(pairbot)のモデル紹介と問題解決例として,物体被覆,充填および直線化問題を解くアルゴリズムを提案した(ワークショップ,研究会,総合大会で各1件発表).これらは通信なしの単独移動端末によるシステムでは解けない問題であり,ペアボットシステムの優位性を示す結果となっている.また,ペアボットとの比較として,単独移動端末システムで完全視野問題を解くアルゴリズムも提案した(総合大会で1件発表).
B:理論と実装に関する研究については,簡易な実移動端末(Turtlebot3)を用いて,理論モデルの動きである Look(観測),Compute(移動先計算),Move(移動)の3つの機能を実装し,簡単な集合アルゴリズムが動作することを確認した(総合大会で1件発表).また,実ロボット上で理論モデルにおけるスケジューラを実現するための手法を提案した(国際会議で2件発表).
C:自律移動端末システムの応用に関する研究として,端末によって構成されるネットワーク上でルーティングに関する研究を行った(国際会議で3件発表).

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

本研究課題の目的を達成するための方法として,新理論モデルによる問題解決手法をできるだけ多く開発し,それらの結果から帰納的にモデルの違いによる問題解決能力の差異を発見することを考えている.その意味で,新理論モデルによる成果を2件(関係するものを入れると4件),また新理論モデルやその上での問題設定に必然性を与えるための応用に関する成果3件(いずれも国際会議)が得られていることは,当初の計画をやや上回るものである.さらに,実装に関する知見も同時に得つつあることから,おおむね順調に進展していると判断する.

今後の研究の推進方策

2019年度は国内外の研究者との連携によって,予定より多くの国内会議,国際会議での成果発表が行えた.今後はこれらの成果を「論文誌」に投稿する必要があり,その準備を進めている.その一方で,新理論モデル pairbot については,ある国際会議のワークショップで紹介することはできたが,国際的な論文(論文誌,会議録)としてはまだ発表できていない.これを早急に発表できるよう作業する.
その他,以後も継続的に新理論モデルによる問題解決手法の提案とそれによる問題解決能力の明確化を続けるとともに,応用問題や実ロボットへの実装に関する知見の蓄積も行う予定である.

次年度使用額が生じた理由

本研究課題遂行に必要な経費を使用した結果,余剰金として 10,370円が発生した.これは,必要な物品を購入するには過少であり,無理に使用することなく来年度に繰り越し,有効に使用するべきと考えたため.

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] 自律移動ペアロボットシステムにおいて SSYNCで充填問題を解くアルゴリズムについて2020

    • 著者名/発表者名
      山田涼斗,金 鎔煥,片山喜章
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: vol.119,no.433 ページ: 9, 16

  • [雑誌論文] 自律分散ロボットのための三角格子平面におけるComplete Visibility問題を解くアルゴリズムについて2020

    • 著者名/発表者名
      石田湧之,金鎔煥,片山喜章
    • 雑誌名

      2020電子情報通信学会総合大会 予稿集

      巻: - ページ: -

  • [雑誌論文] ペアロボットモデルによる任意の連結状況からの直線形成アルゴリズムについて2020

    • 著者名/発表者名
      金井愛憲,金鎔煥,片山喜章
    • 雑誌名

      2020電子情報通信学会総合大会 予稿集

      巻: - ページ: -

  • [雑誌論文] 自律分散ロボットシステムの部分自律分散型集中制御による実装について2020

    • 著者名/発表者名
      渡辺智之,金鎔煥,片山喜章
    • 雑誌名

      2020電子情報通信学会総合大会 予稿集

      巻: - ページ: -

  • [雑誌論文] A Self-Stabilizing Algorithm for Constructing ST-Reachable Directed Acyclic Graph When lS| ? 2 and |T| ? 22019

    • 著者名/発表者名
      Kim Yonghwan、Shibata Masahiro、Sudo Yuichi、Nakamura Junya、Katayama Yoshiaki、Masuzawa Toshimitsu
    • 雑誌名

      Proc. of 2019 IEEE 39th International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS 2019)

      巻: - ページ: 2228, 2237

    • DOI

      10.1109/ICDCS.2019.00219

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Self-optimizing Three Nodes Routing Algorithm based on local information in Virtual Grid Networks2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sawada, Yonghwan Kim, Yoshiaki Katayama
    • 雑誌名

      Proc. of the 22nd Japan Korea Joint Workshop on Algorithms and Computation

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brief Announcement: Neigborhood Mutual Reminder and its Self-Stabilizing Implementation of Look-Compute-Move Robots2019

    • 著者名/発表者名
      Shlomi Dolev, Sayaka Kamei, Yoshiaki Katayama, Fukuhito Ooshita, Koichi Wada
    • 雑誌名

      Proc. of the 33rd International Symposium on Distributed Computing

      巻: 146 ページ: 43:1, 43:3

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.DISC.2019.43

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Brief Announcement: Self-stabilizing Construction of a Minimal Weakly $$\mathcal {ST}$$-Reachable Directed Acyclic Graph2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Junya、Shibata Masahiro、Sudo Yuichi、Kim Yonghwan
    • 雑誌名

      Proc. of 21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems

      巻: - ページ: 272~276

    • DOI

      10.1007/978-3-030-34992-9_21

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brief Announcement: Self-stabilizing LCM Schedulers for Autonomous Mobile Robots Using Neighborhood Mutual Remainder2019

    • 著者名/発表者名
      Dolev Shlomi、Kamei Sayaka、Katayama Yoshiaki、Ooshita Fukuhito、Wada Koichi
    • 雑誌名

      Proc. of 21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems

      巻: - ページ: 127~132

    • DOI

      10.1007/978-3-030-34992-9_11

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On a Self-Optimizing Three nodes Routing Algorithm based on Local Information in Virtual Grid Network2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sawada, Yonghwan Kim , Yoshiaki Katayama,
    • 雑誌名

      第15回情報科学ワークショップ2019

      巻: - ページ: -

  • [雑誌論文] 自律移動ペアロボットモデルによる正三角形から直線への形状形成アルゴリズムについて2019

    • 著者名/発表者名
      高橋一生,金鎔煥,片山喜章
    • 雑誌名

      第15回情報科学ワークショップ2019

      巻: - ページ: -

  • [学会発表] 自律移動ペアロボットシステムにおいて SSYNCで充填問題を解くアルゴリズムについて2020

    • 著者名/発表者名
      山田涼斗
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • [学会発表] On a Self-Optimizing Three nodes Routing Algorithm based on Local Information in Virtual Grid Networkw2020

    • 著者名/発表者名
      澤田裕介
    • 学会等名
      第15回情報科学ワークショップ
  • [学会発表] 自律移動ペアロボットモデルによる正三角形から直線への形状形成アルゴリズムについて2020

    • 著者名/発表者名
      高橋一生
    • 学会等名
      第15回情報科学ワークショップ
  • [学会発表] 自律分散ロボットのための三角格子平面におけるComplete Visibility問題を解くアルゴリズムについて2020

    • 著者名/発表者名
      石田湧之
    • 学会等名
      2020電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 自律分散ロボットシステムの部分自律分散型集中制御による実装について2020

    • 著者名/発表者名
      渡辺智之
    • 学会等名
      2020電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] ペアロボットモデルによる任意の連結状況からの直線形成アルゴリズムについて2020

    • 著者名/発表者名
      金井愛憲
    • 学会等名
      2020電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] "A Self-Stabilizing Algorithm for Constructing ST-Reachable Directed Acyclic Graph When |S|<=2 and |T|<=22019

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Sudo
    • 学会等名
      IEEE 39th International Conference on Distributed Computing Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] A Self-optimizing Three Nodes Routing Algorithm based on local information in Virtual Grid Networks2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sawada
    • 学会等名
      The 22nd Japan Korea Joint Workshop on Algorithms and Computation
    • 国際学会
  • [学会発表] Brief Announcement: Neigborhood Mutual Reminder and its Self-Stabilizing Implementation of Look-Compute-Move Robots2019

    • 著者名/発表者名
      Shlomi Dolev
    • 学会等名
      The 33rd International Symposium on Distributed Computing
    • 国際学会
  • [学会発表] Improved-Zigzag: An improved local-information based self-optimizing routing algorithm in virtual grid networks2019

    • 著者名/発表者名
      Yonghwan Kim
    • 学会等名
      21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Brief Announcement: Neighborhood Mutual Remainder: Self-Stabilizing Implementation of LCM Robots2019

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Kamei
    • 学会等名
      21st International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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