兵庫県立大学、大阪大学、東京大学、北海道科学大学、大阪工業大学の共同研究グループは、カメラやLiDARなどのセンサではロボットが通行できるかどうかを事前に判断できない未知環境を対象として、群ロボットの数の力を活用する新しいナビゲーション手法を提案した。
一般的なロボットナビゲーションでは、周辺環境をカメラやLiDAR（レーザー光を用いたセンサ）で観測し、地図を作成して、障害物を避ける経路を生成する。しかし、表面は乾いて見えるが実際には車輪が沈み込む泥濘地、月面を覆うレゴリス、落ち葉で隠れた窪地などでは、外観や距離情報だけからロボットが通行可能かどうかを判断することは困難だ。
研究では、未知環境においてロボットが立ち往生することを避けられない事象として受け入れ、立ち往生したロボットを後続ロボットのナビゲーションに活用するという新しい発想を導入。シンプルなアルゴリズム「BYCOMS」を提案した。
BYCOMSでは、各ロボットは目的地の方向へ進みながら、周囲にいる他のロボットを避ける。先に出発したロボットが通行不能領域の境界で立ち往生すると、後続のロボットはそのロボットを迂回する。同じ過程を多数のロボットが繰り返すことで、立ち往生したロボットが通行不能領域の境界を示す道しるべとなり、後続のロボットが通行可能な経路を見つける。
今回の研究では、BYCOMSによる目的地への到達可能性を数学的に示し、数値シミュレーションと音場を利用した実機実験によって、提案手法の有効性と実現可能性を検証した。今後は、必要なロボット数の削減や立ち往生状態を自律判断できる仕組みの導入、GPSなどによる屋外未知環境での自律分散型BYCOMSの検証などを予定しているという。
