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2023 年度 実績報告書

Blockchainと分散学習による群ロボットの高信頼型協調動作に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K03979
研究機関苫小牧工業高等専門学校

研究代表者

杉本 大志  苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 助教 (40780424)

研究分担者 曽利 仁  津山工業高等専門学校, 総合理工学科, 教授 (10353327)
都築 伸二  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (60236924)
漆原 史朗  香川高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (90311092)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード深層強化学習 / 群ロボット / LPWA / ブロックチェーン / 協調動作
研究実績の概要

本研究では「群ロボットシステムは,個々の自律分散型ロボットが目的や意思を持った一つの集団として行動し,所望の目標を達成するロボットシステムである.このシステムを構築する際は,一般的なIP網で構築されるClient-Serverモデルではなく,BitTorrentやSkype等IP電話に代表されるPeer-to-PeerによるWireless Networkモデルがしばしば利用される.Server役となるシステムが存在しないためスケーラビリティの向上が期待され,さらに耐障害性の高さも保証できるが,セキュリティ確保の困難さ,匿名性による悪意ある命令の実行の可能性があるというデメリットも存在する.また,群ロボットが活動する範囲を考えた場合,通信プラットフォームがカバーする通信可能範囲の制約を受けるため,広大なエリアにおいての動作は難しい.そこで群ロボットの制御に対し,Low Power, Wide Area (LPWA)システム,BlockchainとMulti-Agent自律分散型深層学習を組み合わせたシステムを提案する.」という目標のもと,Dueling DQNとモデル化したLoRa無線,Blockchainを用いた協調動作システムをシミュレーション的に構築した.検証実験の結果,一般的なマルチエージェント強化学習システムと遜色ないパフォーマンスの実現を確認した.今後はシステムを実際のハードウェアに反映することで実環境における具体的な動作についての考察を行いたい.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] マルチエージェント分散型Dueling DQNとブロックチェーンを用いた分散型学習における迷路環境での性能評価2024

    • 著者名/発表者名
      杉本 大志, 河野 成一郎, 長谷川 翔音, 曽利 仁, 漆原 史朗, 都築 伸二
    • 雑誌名

      産業応用工学会論文誌

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Study for Comparative Analysis of Dueling DQN and Centralized Critic Approaches in Multi-Agent Reinforcement Learning2024

    • 著者名/発表者名
      Masashi SUGIMOTO, Kaito HASEGAWA, Yuuki ISHIDA, Rikuto OHNISHI, Kouki NAKAGAMI, Shinji TSUZUKI, Shiro URUSHIHARA, Hitoshi SORI
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 36 ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] LoRa通信とDueling DQNを用いた自律的なエージェントの学習2023

    • 著者名/発表者名
      杉本 大志, 長谷川 翔音, 石田 勇輝, 大西 陸仁, 仲上 航希, 都築 伸二, 漆原 史朗, 曽利 仁
    • 学会等名
      第31回インテリジェント・システム・シンポジウム FAN 2023 in Fukuoka

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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