1 0 0 0 OA グラフ上の反応拡散方程式と自律分散システム
- 著者
- 湯浅 秀男 伊藤 正美
- 出版者
- The Society of Instrument and Control Engineers
- 雑誌
- 計測自動制御学会論文集 (ISSN:04534654)
- 巻号頁・発行日
- vol.35, no.11, pp.1447-1453, 1999-11-30 (Released:2009-03-27)
- 参考文献数
- 11
- 被引用文献数
- 3 4
Some kinds of spatiotemporal pattern generator systems are expressed by evolution equations. Such evolution equations are composed of many dynamic units which behave from only its local information. This is one example to coordinate many subsystems which observe the system from inside and to generate a global order. This paper shows how to treat these evolution equations and how to apply it to network systems. First, a continuous media system which is expressed by a gradient system in function space is considered. One of the simplest potential functional derives a reaction diffusion equation which decreases the value of potential functional monotonously. The similar result is found in graph space. That is, a reaction diffusion equation on a graph decreases the value of a potential functional monotonously. This means that a network of dynamic units which observe only their connecting units' states can generate a global order in the same way of continuous media. This theory can treat some internal dynamic network system which should coordinate without some kinds of central controllers.
- 著者
- 上山 英三 湯浅 秀男 細江 繁幸 伊東 正美
- 出版者
- 一般社団法人電子情報通信学会
- 雑誌
- 電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-情報処理 (ISSN:09151923)
- 巻号頁・発行日
- vol.81, no.12, pp.2767-2778, 1998-12-15
- 被引用文献数
- 7
ランダムテクスチャを背景とし, その上を背景と異なる動きベクトルをもつランダムテクスチャの領域が移動する動画を作成して再生すると, その領域が背景から浮かび上がって分離されて見える.動きを止めるとその領域は背景と見分けがつかなくなり分離が不可能になる.この現象を動きによる図地分離と呼ぶ.ここで, 移動領域の形を正方形にして, 動画の再生速度を変えて観察すると, 再生速度が十分に速い場合は正方形の領域がはっきりと分離されて見えるが, 再生速度を遅くしていくにつれて正方形の角が丸くなって認識されるようになる.一方, ある種の反応拡張方程式で形成されるパターンを真上から観察すると, そのエッジは方程式の時間発展につれて平滑化によって円形に近づいていく.これが, 上記の人間によって認識される正方形領域の変形を説明するモデルになるのではないかと考える.そこで, 反応拡張方程式を用いて, ランダムテクスチャの動画から図地分離のパターンを形成し, その界面が人間によって認識される輪郭, すなわち主観的輪郭と定性的に合致することを確認し, このモデルの有用性を主張する.
1 0 0 0 生物的工学システム
1.機能モジュールの開発マイクロ技術を用いて多数の素子を製作し,それらが機能モジュールを構成できるような人工システムを開発した.2.機能モジュールの理論解析1)機能モジュール群の追加・削除及び結合形態とシステム全体の安定性との関係をH∞制御におけるLMI設計法を適用し解析した.2)機能モジュール群の相互作用を反応・拡散、分散・波動などの発展方程式により記述し,秩序形成を獲得する仕組みを明らかにした.3)動物のロコモーションや上肢動作の時空間パターンの創発機構とそのモデリングを理論・実験の両面から解析した.3.人間とロボットの行動創発1)免疫ネットワークの工学モデルを構築し、未知環境における自律移動ロボットの行動発現に適用した.2)概念の相違の定義並びにその検出法を与えるとともに、ヒューマンインタラクションにおける概念構造の発見や知的操作のプロセス創発と呼び、そのプロセスを決定木により可視化することを試みた.3)ロボットが共通の座標系を獲得する問題、衝突回避問題、長尺物運搬時の経路決定問題を理論的に解析し、多様な行動パターンを生成させた.4)ロボットと環境との局所的な情報交換に着目し、その通信手段として小型可搬のインテリジェントデータキャリア(IDC)を製作した.5)自律ロボットが他のロボットと競合を起こさない適切な行動戦略を自己組織化する手法を強化学習的なアプローチにより解析した.6)数10台のマイクロロボット群を製作し、個々のロボットの知能とマクロ的な群知能の関係を実験的に検証した.4.生物指向生産/経済システム1)個体の発生・成長および生物集団の進化・適応の特徴を取り入れた生物指向型生産システムのモデリングとプロトタイプの開発を行った.2)セルラ-・オートマタによる流行モデルを提案し、初期条件の微妙な違いによって消費者の行動パターンが全く異なってくることをシミュレーションにより示した.