協調制御とは、複数の移動体が限られた情報交換の下で、あるタスクを協調して実行することを目的とした制御のことである。研究のモチベーションとしては、鳥や魚の群れ行動や捕食動物の狩猟行動などの自然界の協調行動の解析があげられる。また、センサネットワークや複数のロボットの集団などの組込システムへの近年の関心の高まりから派生する工学的動機もある。

実際、この分野には移動ロボットによる危険物の探索、施設の監視、防災など幅広いタスクの実現が期待されている。

• 受動性に基づく協調制御(Passivity-based Cooperative Control)

Y. Igarashi, T. Hatanaka, M. Fujita and M. W. Spong

"Passivity-based Attitude Synchronization in SE(3)"

T. Hatanaka, Y. Igarashi, M. Fujita and M. W. Spong

"Passivity-based Pose Synchronization in Three Dimensions"

五十嵐裕司，畑中健志，藤田政之, "SE(3)における出力協調　-受動性アプローチ-"

本論文は計測自動制御学会論文集論文賞を受賞しました。

• 視覚に基づく協調制御(Vision-based Cooperative Control)

T. Ibuki, T. Hatanaka, M. Fujita and M. W. Spong

"Visual Feedback Attitude Synchronization in Leader-follower Type Visibility Structures"

本論文は計測自動制御学会学術奨励賞を受賞しました。

伊吹竜也，畑中健志，藤田政之

"視覚フィードバックによるリーダ追尾型姿勢協調制御"

• ゲーム理論的協調制御(Game Theoretic Cooperative Control)

M. Saito, T. Hatanaka and M. Fujita

"Decision Dynamics in Cooperative Search Based on Evolutionary Game Theory"

畑中健志，後藤達彦，藤田政之

"ポテンシャルゲーム理論的姿勢協調：同期・平衡の達成,"

和佐泰明, 後藤達彦, 畑中健志, 藤田政之

"ポテンシャルゲームに対する非合理的選択を含む学習アルゴリズムの設計と被覆制御問題への適用"

人間は視覚認識において，脳内に外界世界のモデル/シミュレータをもち，それを２次元の視覚情報をもとに逐次修正しているといわれる．すなわち，我々が見ている世界は網膜に映る像ではなく，脳内のシミュレータの状態である．特に物体の運動認識に着目すると，モデルとは動的システムであり，視覚認識は状態推定と同一視できる．藤田研究室はこの人間の視覚情報処理過程を模倣するVisual Motion Observerという機構を独自開発し，人間の視覚処理と受動性というシステム理論の概念の関係を探ることを目指した研究を行っている．

さらに，以上の研究を活かして，災害、事故、犯罪などに対する安心・安全の確保という喫緊の課題にも取り組んでいる．具体的には，都市や自然環境あるいは人々の生活を見守るための科学技術である，スマートカメラによって構成されるビジュアルセンサネットワークを対象に，各センサを効率よく連携協調させる協調推定問題の研究を行っている．

• ビジュアルセンサネットワークのための協調推定(Cooperative Estimation for Visual Sensor Networks)

T. Hatanaka, M. Fujita and F. Bullo

"Vision-based Cooperative Estimation via Multi-agent Optimization"

T. Hatanaka and M. Fujita

"Passivity-based Cooperative Estimation for Visual Sensor Networks: Averaging of Multiple Target Objects Poses"

• 受動性に基づく視覚オブザーバ(Visual Motion Observer)

M. Fujita, H. Kawai and M. W. Spong

"Passivity-based Dynamic Visual Feedback Control for Three Dimensional Target Tracking:Stability and L2-gain Performance Analysis"

This paper receives 2008 IEEE Transactions on Control Systems Technology Outstanding Paper Award

T. Hatanaka and M. Fujita

"Passivity-based Visual Motion Observer: From Theory to Distributed Algorithms"

T. Hatanaka and M. Fujita

"Passivity-based Imitation of Visual Perceptions within The Brain"

難波結人, 伊吹竜也, 畑中健志, 藤田政之

"対象運動モデルを用いた受動性に基づく視覚フィードバック位置姿勢制御"

• センサネットワーク(Sensor Network)

飯野穣，畑中健志，藤田政之, "センサネットワークと制御理論"

時々刻々と変化する動的な環境下において，利害の対立する主体が限られた資源をいかに効率的に配分するか，配分する資源が電力であれ，道路であれ，水・食糧であれ，現代の環境・エネルギー問題の多くはこのような問題に突き当たる．これは概念的には制御問題と解釈できるが，従来型の要素レベルの制御手法では対処不可能である．

藤田研究室では，分散協調最適化・ネットワークゲーム理論に基づいて，このような問題の解決を目指した研究を行っている．特に，再生可能エネルギーの導入を可能にする分散協調エネルギー管理システムのための理論・基盤技術の開発を精力的に進めている．

• 分散協調最適化とポテンシャルゲームに基づくエネルギー管理 (Energy Management Based on Distributed Cooperative Optimization and Potential Games)

畑中健志， 藤田政之

"システム科学技術のための分散協調最適化とポテンシャルゲーム"

野村彰浩，畑中健志，藤田政之

"パワーネットワークにおける動的最適電力配分: ゲーム理論的考察"

• 分散予測制御に基づく電力配分 (Power Dispatch via Distributed Predictive Control)

T. Namerikawa, T. Hatanaka and M. Fujita

"On Predictive Control for Systems with Information Structure Constraints"

宮野竜也，畑中健志，藤田政之

"情報構造を持つ線形確率システムに対する分散予測制御"

本論文は計測自動制御学会制御部門研究奨励賞を受賞しました。

畑中健志，藤田政之，星陽介

"予測制御を用いた電池を含むパワーネットワークの動的最適潮流計算"