ロボティックネットワークに対して、状況に応じて現在実行すべきタスクを自律的に決定する柔軟な協調制御機構設計を目指した研究であり、これは協調制御のさらに上位の制御理論構築のための試みである。

方向性としては2つである。1つはタスク切替をロボット間交渉をもとに行うコンセンサスベースのアルゴリズム設計に向かう方向である。もう1つは個々のロボットが自分の利得に基づいてタスクを決定することでその集合体として望ましいタスク切替が創発するゲーム理論ベースのタスク切替機構の設計である。

• コンセンサスベースド意思決定(Consensus-based Decision Making)

J. Wagenpfeil, A. Trachte, T. Hatanaka, M. Fujita and O. Sawodny

"Distributed decesion making for task switching via a consensus-like algorithm"

• 進化ゲームによる意思決定(Decision Making via Evolutionary Game)

齊藤護，畑中健志，藤田政之, "進化ゲーム理論に基づいた探索行動の秩序形成"

近年、災害、事故、犯罪などに対する安心・安全の確保のための対策が求められている。センサネットワークは多数のセンサがそれ自身でネットワークを構成して様々な情報を収集することによって、都市や自然環境あるいは人々の生活を見守るための新たな科学技術として注目されている。

藤田研究室では、特にセンサ自身が移動可能な状況(例えば移動ロボットにセンサを搭載するような状況)下において個々のセンサが協調してネットワークを形成するモバイルセンサネットワークの構築を目指した研究を行っている。また、この発展としてセンサネットワークからの情報を用いた制御についての研究も行っている。

• 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"

• 被覆問題(Coverage Problem)

A. Gusrialdi, S. Hirche, T. Hatanaka，M. Fujita

"Voronoi Based Coverage Control with Anisotropic Sensors,"

N. Hubel，S. Hirche，A. Gusrialdi，T. Hatanaka，M. Fujita，O. Sawodny

"Infinite Time Coverage Control with Information Decay"

• センサーネットワークベースド予測制御

飯野穣，畑中健志，藤田政之

"センサーネットワークを応用した制御システムにおける諸問題の考察"

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。

• ビジュアルフィードバック制御(Visual Feedback Control)

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

• 位置姿勢同期(Pose Synchronization)

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

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

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

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

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。

予測制御とは、システムの未来の挙動を予測することで、現在の最適な行動を決定する制御理論のことである。予測制御は拘束条件つきの制御問題や非線形システム、ハイブリッドシステムなどの複雑な問題も系統的に扱える制御法として注目を集めている。また、従来のローカルな制御系設計よりも高いレイヤー(スケジューリングやプランニングなど)の制御とも比較的相性がよい。

予測制御は産業界からの期待も高く、実際に藤田研究室ではこのテーマに関する企業との共同研究もいくつか行っている。さらに、予測制御の概念は上の協調タスクの遂行やテレオペレーションへの利用の可能性も秘めている。

• ランダマイズドアルゴリズムに基づく出力許容集合の計算

畑中健志， 鷹羽浄嗣, "不確かな拘束システムに対する確率的出力許容集合の構成"

• Multi-Parametric Toolbox (MPT)による実システムの制御

向井正和， 畑中健志， 藤田政之, "ハイブリッドシステムの制御-IV　モデル予測制御"