村尾俊幸 研究室

ロボットのダイナミクスを考慮することで，位置に加え姿勢の制御も加味した人間－剛体ネットワークの動的協調制御を提案しています．人間オペレータは，ロボット群に対する目標位置姿勢を脳内で考え，そして，一部のロボットから得られる視覚情報に基づき，ロボット群を目標位置姿勢に一致させるような入力指令値を決定します．ただし，入力指令値は一部のロボットのみに与えられる設定としています．このような状況設定のもと，地上を走行する全方向移動ロボットを制御対象とし，位置姿勢に対して目標値に一致するような，ロボットへのダイナミクスに基づく制御入力を提案し，目標位置姿勢への収束性解析を行っています．（「研究室ホームページ」（一番下にリンクあり）内の「Topics (Movies)」に動画掲載）

ドローンに搭載されたカメラの視覚情報から推定する，目標となる対象物や障害物の相対位置姿勢に基づき，入力状態安全性を考慮した制御バリア関数を用いた位置姿勢制御手法を提案しています．この手法では，障害物を楕円柱で表し，その上空を回避させながら，ドローンからみた目標対象の相対位置姿勢に対して与えられる目標値へ，ドローンを収束させます．入力外乱が存在する状況を想定したうえで障害物を回避するという安全性を考慮した制御バリア関数と，動的視覚オブザーバによる推定問題を考えたうえで目標相対位置姿勢に収束するという安定性を考慮した制御リアプノフ関数から導出される拘束条件を用いた二次計画問題を定式化し，これを解くことでドローンの速度入力を求めています．（「研究室ホームページ」（一番下にリンクあり）内の「Topics (Movies)」に動画掲載）

地上を走行する移動ロボットの制御にドローンのカメラ情報を利用することで，地上ロボットとドローンを同時に制御する問題を考えています．具体的には，ドローンから得られる視覚情報を用いて，制御地上ロボットとドローンの両方が（勝手に動く）目標地上ロボットに追従する問題設定を考えています．動的視覚オブザーバによりドローンから制御ロボット並びにドローンから目標ロボットに対する相対位置姿勢を推定し，それらを用いた安定化制御手法を提案しております．（「研究室ホームページ」（一番下にリンクあり）内の「Topics (Movies)」に動画掲載）

制御バリア関数を用いたシステムの安全性を保証する制御手法が，制御理論に関する分野で近年大きな注目を浴びていますが，実環境では，モデル化されないダイナミクスや未知の入力外乱が，安全性を保証する際の不確かな要素となって現れてきます．この問題に対応するため，入力外乱が存在する状況を想定した，入力状態安全性を考慮した制御バリア関数を用いた位置姿勢制御手法を提案しています．入力状態安全性を考慮した制御バリア関数と制御リアプノフ関数を用いた二次計画問題を定式化することで，障害物を回避するという安全性と目標位置姿勢に収束するという安定性を同時に満たす位置姿勢制御手法となっています．（「研究室ホームページ」（一番下にリンクあり）内の「Topics (Movies)」に動画掲載）

エネルギー伝送ネットワークと双方向情報伝達ネットワークをインフラとした，需要者及び供給者，並びに公益事業体（ユーティリティー）が参加者となる次世代エネルギー需給システムにおいて，エネルギー需要者とエネルギー供給者が利己的かつ戦略的に決定する分散制御を束ねて公共の利益に導く最適な統合メカニズム（価格決定ルール）によるリアルタイムプライシング手法を設計しています．
一般的に，利得の最大化を目的としたプライシング手法では，ユーティリティーが行う価格決定の過程において，供給者や需要者の情報を必要とすることが少なくありません．このことは戦略的に虚偽の情報をユーティリティーに提供することで自己の利得を高めようとする誘因となりえます．このような戦略的な振る舞いを防ぐため，ゲーム理論や経済学の分野を中心に発展しているメカニズム理論のアプローチを制御理論に組み入れることで，我々はプライシング手法を提案しています．なお，メカニズムデザイン理論は各市場参加者にインセンティブを考慮させることで，真実の報告を行うことが自身にとって得策となることを保証する理論であり，合理的な考えを持つ市場参加者であれば，そのメカニズムの元では嘘の報告を自発的に避けるようになります．