複雑系工学講座 卒業論文 (2008年 2月 14日)

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複雑系工学講座 調和系工学研究室 学部 4年 梅本雅之

Learning of Behavioral Strategies in Pursuit TaskLearning of Behavioral Strategies in Pursuit TaskLearning of Behavioral Strategies in Pursuit TaskLearning of Behavioral Strategies in Pursuit Task

for Indoor for Indoor for Indoor for Indoor BalloonBalloonBalloonBalloon Robots Robots Robots Robots

Research Group of Complex Systems Engineering

Laboratory of Harmonious Systems Engineering

BC4 Masayuki Umemoto

概要概要概要概要

群ロボットに関する研究分野における研究課題の一つとして複数ロボットに

よる戦略的ゲームの実現がある．本研究室ではこれまで屋内自律飛行船のエン

タテインメントロボットとしての利用を目的として，機体推力の制御手法に関

する研究が行われてきたが，現状の屋内自律飛行船には戦略的行動を実現する

制御機構が搭載されておらずゲームの実現には至っていない．しかし，屋内自

律飛行船は3次元空間を移動できる点でエンタテインメント性が高い．一方，計

算能力が低く記憶容量も小さい中で3次元空間における戦略的行動の実現が必

要となるため，制御機構の開発には難がある．

そこで本研究では，これらの屋内自律飛行船特有の制約下で，戦略的行動を

実現する制御機構の開発を試みた．具体的には，3層ニューラルネットワークに

よる制御機構を導入し，例題として2機体による追跡-逃走ゲームを提案し，各機

体がある状態において最適な行動戦略をとることができるようにシミュレータ

上で事前に学習させることで，実機による飛行の際に低い計算負荷で戦略的行

動を伴う飛行を実現する方法を提案した．ただし，このようなゲームにおいて

は，相手の戦略の学習に伴い自身がより強力な戦略をもつように学習を行う必

要がある為，共進化学習の機構を導入した．その結果，追跡-逃走ゲームにおい

て2機体相互の戦略が組み合う飛行の様子が観測された．

逃走者逃走者逃走者逃走者

追跡者追跡者追跡者追跡者

追跡者

逃走者 初期位置

飛行船の軌跡