2021 Fiscal Year Research-status Report
Real-time scale-free control for autonomous mobile robot networks
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20K14766
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
山本 薫 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (20834104)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 群制御 / 群ロバスト性 / 群モデル / Algebraic connectivity / フォーメーション制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和３年度は，当初の目標であった，スケールフリーネットワーク制御の枠組みへのモデル予測制御の導入をおこない，移動ロボット群制御における有効性を確認した．特に，Reynolds, Vicsek, Cucker, Smaleらにより提唱された従来の群モデルを，「モデル予測制御による群ナビゲーション」により適した形へと発展させ，新たな群制御則を提案した．具体的には，各ロボットの進行方向や相対距離に応じた重みづけに加え，リーダーロボットを起点とする階層構造の導入や，各ロボットが有する情報の重要度の概念の導入をおこなった．数値シミュレーションによりその有用性を確認した．
また，群を構成するロボットの離脱について，いくつかの特定のフォーメーションにおいては，離脱するロボットが群のどこに位置しているかによって，群制御のロバスト性を悪化させる場合と全く影響を与えない場合があることを発見した．この現象について，いくつかの定理および数学的な証明を与えた．
以上の結果はそれぞれ令和４年度に開催される国際会議にて発表予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
モデル予測制御の導入，リアルタイム性の検討については，申請時に予定していた通り，PANOCを用いた実装と数値シミュレーションによる検証まで完了した．また，構成要素の離脱による影響の検討についても，移動ロボット群によく見られるフォーメーションにおいて，成果が得られた．令和２年度のストリングトポロジーにおける成果も併せ，令和３年度中に国内会議にて3件の発表を行い，国際会議３件に投稿した．以上より，おおむね順調に進展していると判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和４年度は，令和３年度の成果をもとに，地上移動ロボットおよびドローンを用いた実証実験により手法の有用性とリアルタイム性の検証を行う予定である．また，群ロバスト性の結果をより一般的なネットワークへと拡張させる．本研究課題の最終年度でもあるため，対外発表を積極的に行う予定である．
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Research Products
(7 results)
