SICE SI フィールドロボティクス部会 発表:インフラ構築を革新する動的協働システム

  • 2023年10月14日
  • 2024年4月5日
  • 研究
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想定外への対応もできる建機群協働システム

鍵:必要な性能を持ったチームを自己組織する

国立研究開発法人 土木研究所で開催されましたWSに参加し,「バックホウとダンプトラックによるインフラ作業の実現:トラブル対応可能なアルゴリズム」を紹介しました.

オペレータと自律建機(バックホウやダンプトラック)群が協働して,溝にハマったり,燃料がなくなったりするトラブルが作業中に発生しても,各チームが自律分散的に作業をきちんと完了させるアルゴリズム(必要な性能を持ったチームを自己組織するアルゴリズム)を紹介しました.

バックホウが近くのダンプトラックをチームに呼ぶことによるチーム組織,さらにチーム性能の実測評価に基づくダイナミックなチーム組織・編成についてシミュレーションを交えながら,紹介しました.

もちろん,ダンプトラックの行動の自律化(回避行動など)も下記のように進めています.

↓ ダンプトラックの故障機体の自律的回避行動 ↓

↓ また,具体的なアウトプットのイメージ は以下となります↓

自律分散的にチームを組織するアプローチを採用している理由について

  • 無限定環境での作業では,建機のスタック,土砂崩れなど想定外のことが起こる.使用する建機の台数が多くなったり,また想定外が様々な箇所で頻発する場合,中央のみで全てを一括管理する構造だと,全てを止めるか,一部を止めるか,全ての判断を頻繁に中央でおkの合う必要になっているので,分散管理の方がメリットがありそう.
  • 少数の台数で想定外のことが起こらないようなケースでは,中央で管理するアプローチの方が有効そう

自律分散で進める3つの鍵

  • 想定外事象:想定外のトラブルが起こるような状況であるか.
  • 機体の規模と情報量:何台の機体を使うか?機体1台の機能、状態表現などを含めてやり取りする情報を複雑化する必要があるか?
  • 並列性:群で並列して作業を進めるタスクであるか?
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