ロボット制御のソフトウェア：シミュレータ試作情報理工学部情報知能学科 H２０７０５１中谷聡太郎研究の目的ロボット制御ソフトウェア作成のためのシミュレータの作成 →理論的にロボットがどのように行動するかを視覚的に確認できるそのために動作のプログラムプランナーを作成する研究背景 • ロボット開発技術の発展 • K4システムの存在上記から自律的に行動するロボットを作成したいと考えたその第一段階として、ソフトウェアを検証するためのシミュレータを作成することにした K4システムとは • 仮想空間上の自律的エージェントシステムK4(田中, 2006; 徳永・田中, 2007) • 言語処理部とCG処理部で構成される入力(命令)を解析 ↓ プランニング (行動計画を立てる) ↓ エージェントに行動させる（CG処理）シミュレータ • 理論的にはロボットがどのように行動するかを表示するもの • 物理的にロボットを動かすのに対して、時間的にもコスト的にも負担が少ないーロボットを制御するソフトウェアの妥当性の検証が容易開発環境 • Processing デザイン・描画に特化された言語仮想空間上にオブジェクトを配置し、動かすことが可能 • Ruby-Processing Rubyで記述したオブジェクトや関数（メソッド）と、Processingによる画像表示プログラムとの連携が可能ターゲット(ロボット) • タスクロボットが現在地から与えられた目的地まで、障害物を避けて移動 • 共同研究者の可知が作成したロボットの行動をソフト上で実現・表示する • 現段階において可能な動作は「方向転換」と「直進」（後進含む）のみシミュレータの構成入力：ロボットの現在地,向き,目的地,地図情報 ↓ プランナーにより行動計画を立てる ↓ 行動計画にそって行動できるように可能な動作を組み合わせる ↓ 出力：ロボットの動き（移動）を表示するプランナー目的を達成するための行動計画を立てる • 閉じた静的な世界で、かつ障害物があまりない状況において、ロボットが障害物を避けて目的地に到達することを目的とする • ロボットが障害物を避けて目的地に辿りつくためのルートを探索するロボットは、プランナーが探索したルートをたどって目的地まで移動するプランナーのアルゴリズム G W2 W G S 障害物このアルゴリズムの採用理由前提：障害物が少ない閉じた世界で実際のロボットを動かすロボットの動作の検証がやりやすいよう、単純なアルゴリズムを採用 • 障害物があったときに、なるべくその障害物に近い位置を通れば移動距離が短くなる • 方向転換の回数が少なければ実際の動作と理論値との誤差が出にくい実行画面 G 障害物 S プランナー・シミュレータの評価 • 既存のアルゴリズムと比較すると大きく劣る点があるー障害物が多い場所や複雑な地形 (迷路など)に対して有効でない • 現時点では上記の問題がプランナーにあるため、シミュレータとしての機能を十分評価できない問題点 • 現段階でのアルゴリズムでは、経路探索に失敗するなど、プランニングがうまく機能しない場合がある • 世界の情報を予め全て持っておく、というのは、最終的な目標である「動的な世界でロボットを動かす」には問題がある世界の部分的な情報に基づき、動的にプランニングして経路探索できるよう、プランナーを改良する必要がある経路探索のアルゴリズム(紹介) • ロードマップ法ロードマップを作成し、経路を探索する • セル分解法マップを経路を決めやすいセルに分割し、それぞれで求めた経路をつなぐ今後の課題 • 「世界の情報をすべて保持している」段階から「ロボット自身が世界の情報を取得する」段階へ移ったときに、どのようにプランニングさせるか • プランナー(アルゴリズム)の改良など展望 • 実際にロボットを動かして目的地へ「移動」するだけでなく、K4のエージェントのようにものを持つ・動かすなど世界に「作用」できるようにプログラムによる動作の幅を広げる • もっともK４も動的な世界に十分対応できているとは言えないので、研究を継続、発展させていきたいありがとうございました参考 • 田中暁 .(2010) .複数のエージェントによる協調行動の研究のためのK4の改良 :エージェントとの自然なコミュニケーションを目指して.中京大学情報科学研究科修士論文. • 徳永健伸 , 田中穂積. (2007).ロボットにおける言語理解. 日本 : 日本音響学会誌63 巻1号， pp. 35–40, 2007.