Loading article…
誘導・制御・意思決定システム研究所（GCDSL ）は、インドのバンガロールにあるインド科学大学の航空宇宙工学科にあります。モバイルロボット研究所（MRL）は、その実験部門です。彼らは、正教授のデバシシュ・ゴース博士によって率いられています。[ 1 ]
GCDSLは1990年に設立され（MRLは2002年設立）、インド有数のロボット研究センターの一つとされています。GCDSL/MRLは、米国、英国、イスラエル、韓国などの著名な学術グループと緊密な研究協力関係を築いています。また、複数の企業プロジェクト助成金も獲得しています。
GCDSLは、群ロボット工学、マルチロボットシステム、協調ロボット工学の分野における研究を主な目的として設立され、協調輸送、ロボット編隊、協調捜索救助、臭気源特定などのタスクへの応用を目指しています。MRLでは、上記研究課題に関連するアルゴリズムを検証するために、複数のロボットプラットフォームが社内で構築され、実世界での実験に使用されています。
このグループは、複雑で多様なシナリオにおいて自律的に動作可能なインテリジェントシステムの開発に注力しています。彼らは、様々な状況に効率的に適応し、動的な環境下でも性能を発揮する車両のメカトロニクス設計と制御に関心を持っています。これには、知覚、マッピング、経路計画のための革新的な手法とツールの開発が含まれます。
長年にわたり、研究は同時自己位置推定と地図作成（SLAM）、空中ロボット工学、マシンビジョンといった分野に拡大してきた。近年では、ロボットプラットフォームの汎用性と認知能力を向上させるために、コンピュータビジョンと機械学習に重点が置かれている。
MBZIRC 2020 の目標は、自律型空中および地上ロボットをベースとし、非構造化された屋外および屋内環境でナビゲーションおよび操作タスクを実行することです。すべてのサブチャレンジには、複数の UAV と群知能間の協力が必要です。これらのチャレンジは、(1) 高速で移動するドローンからぶら下がっている揺れるボールをつかむ、(2) 3 台の UAV と 1 台の UGV がレンガを拾い上げて壁を構築する、(3) 4 台の車両 (3 台の UAV + 1 台の UGV) が加圧容器を使用して高層ビル内の模擬火災を消火する、です。これらのミッションは、インテリジェント空中ロボット技術の最先端にあり、実世界での応用を目的としています。[ 2 ] IISc-TCS チームは、100,000 ドルの暫定賞 (マイルストーン賞、つまり段階ベース) に選ばれました。[ 3 ]
このプロジェクトは、UAVを使用して進行中の洪水災害に関する情報を収集し、緊急対応部隊が資源の優先順位付けと効果的な展開を可能にすることに重点を置いています。また、困難な状況でのUAVの飛行に伴う課題や、データを加速洪水浸水モデルと組み合わせることで詳細な避難計画を作成し、コミュニティの洪水に対する回復力を高め、人命を救い、経済的被害を軽減する方法についても取り組みます。[ 4 ]
ホタル群最適化（GSO）アルゴリズムは、多峰性関数の複数の最適値を同時に捕捉するために開発された最適化手法です。[ 5 ]このアルゴリズムは、ルシフェリンと呼ばれる発光量を用いて、現在の位置における関数プロファイル情報を（間接的に）近隣のホタルに伝えるホタルと呼ばれるエージェントを利用します。ホタルは、円形のセンサー範囲によって上方に境界が設けられた可変の局所決定領域に依存して、近隣のホタルを識別し、自身の移動を計算します。各ホタルは、確率的メカニズムを用いて、自身のルシフェリン値よりも高いルシフェリン値を持つ近隣のホタルを選択し、そのホタルに向かって移動します。局所情報のみに基づくこれらの移動により、ホタル群は互いに分離したサブグループに分割され、与えられた多峰性関数の複数の最適値（必ずしも等しいとは限らない）に向かって同時に走性行動を示し、そこで合流することができます。このアルゴリズムは、Kinbotsと呼ばれるカスタム設計されたロボットシステムでテストされました。
ヒストグラム強度切り替え（HIS）は、当研究室で開発された視覚ベースの障害物回避アルゴリズムです。このアルゴリズムは、カメラでリアルタイムに撮影された画像のヒストグラムを利用し、距離測定を一切用いずに障害物回避を実現します。また、HIS-動的マスク割り当て（HISDMA）と呼ばれる改良型アルゴリズムも開発しました。これらのアルゴリズムは、当研究室で独自に開発したロボット「VITAR」でテストされました。
本研究では、5つの赤外線測距センサーを搭載した小型移動ロボットを用いた占有グリッドマッピングの実装について検討する。マップの更新にはベイズ法を用いる。この手法の別のバリアントでは、単一の赤外線測距センサーを用いて周囲環境のさまざまな特徴までの距離を取得し、取得したデータを用いてSLAMを収束させる。これらの手法はロボット群に拡張される。これらのロボットは、互いに、またマップ統合を担当するグローバルコーディネーター（PC）とZigBeeプロトコルを用いて通信する。Player/Stageソフトウェアを用いてシミュレーション実験を実施している。ロボットプラットフォームは、Glowwormsと呼ばれるカスタム設計の群ロボットを用いて構築されている。
クワッドローターマイクロエアビークル（MAV）は、通常、正方形のフレームの角に4つのローターが配置されたローターベースの機体です。4つのモーター速度（したがって推力）が、クワッドローターの動きをもたらす制御入力です。この機体のダイナミクスは高速で高度に結合しているため、制御が難しい問題となります。[ 6 ]モバイルロボティクスラボでは、クワッドローターと制御テストベッドを社内で製作しました。クワッドローターで制御に関する実験が行われており、まずはヨー、ピッチ、ロールの安定化から開始しています。
研究室では、複数ロボットのテスト用に、4輪移動ロボットからなるロボットプラットフォームが開発された。これらのロボットは、原理的にはブライテンベルク車両に類似しており、単純な知覚・相互作用・作動技術を用いて個々の車両の複雑性を実現し、協調による効果的な集団行動を生み出す。これらのロボットは、GSOアルゴリズムのテストに使用された。
これらの小型ロボットはキンボットをベースに開発されています。[ 5 ]
VITAR（Vision based Tracked Autonomous Robot）は、パン・チルト機能を備えたビジョンセンサー、オンボードPC、ドライバ回路、およびリモートPCへの無線リンクを搭載した、履帯式移動ロボットで構成されています。HISやHIS-DMAなどのビジョンベースのアルゴリズムのテストに利用されています。