自律分散原理の理論

自治分权原则理论

基本信息

批准号：
02248102
负责人：
北森俊行
金额：
$ 8.96万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至 1992
项目状态：
已结题

项目摘要

2つの自己組織システムと思われるモデルを構成して,自己組織化の可能性を考察した。複数の基本動作を試行錯誤的に組合せて合目的的行動を自己形成させるとき,構造の中にエネルギ-最小の平衡状態を“本能"として与えておくだけで,自己組織的に望ましい行動パタ-ンを獲得することが確かめられた。また,いろいろなロボットが構成できる部品群を用意し,部品のつながり方を指示する設計情報を部品に分散させておき,その情報をコントロ-ルする“システム記述"を与えることによってそれに応じたロボットができていくことが確かめられた。これらの考察から,自己組織システムがもつべき特質として,可塑性,継続的に変化する性質,安定状態または平衡状態があること,外のシステムとの干渉があること,などが抽出できた。大規模なシステムは分散型の制御をする方が,設計も容易で,またサブシステムの追加,削除も柔軟にできるし,複数の制御装置のうちの何台かが故障してもシステム全体は安定に動作するという耐故障性の向上にもつながる。線形系に対するこのような分散型制御系の安定化補償器の設計法,逐次サブシステムが追加される場合に追加すべき補償器の設計法,ロバストな分散型サ-ボ系の設計法などについて理論的結果を導いた。自律分散システムの機能と構造の関係を明らかにするのに先立って,“機能"という概念そのものを考察し,機能が“〜を〜する"という形式で表現されること,工学一般で考えたときその目的語には物質とエネルギ-と情報の3種が考えられること,他動詞には2点間あるいは2状態間をつないで,伝える,輸送する,移行させるというものと,2点間あるいは2状態間を遮断するというものとの2種が考えられること,したがって目的語3種に他動詞2種,組合せて6種の機能に分類整理できることを明らかにした。

我们构建了两种可能的自组织系统模型，并考虑了自组织的可能性。当通过反复试验组合多个基本动作形成有目的的行为时，通过简单地提供最小能量平衡状态作为结构内的“本能”，可以自组织理想的行为模式。此外，通过准备一组可以配置成各种机器人的部件，分发指示如何将部件连接到每个部件的设计信息，并提供控制该信息的“系统描述”，可以相应地配置机器人。事实证明这是可能的。从这些考虑中，我们提取了自组织系统应具有的特征，例如可塑性、不断变化的特性、稳定或平衡状态以及受外部系统干扰的可能性。大型系统的分布式控制更容易设计，允许灵活地添加和删除子系统，并且即使多个控制设备中的一些发生故障也可以防止整个系统发生故障，这也导致通过稳定运行来提高容错能力。如何为线性系统的分布式控制系统设计稳定补偿器，如何设计在添加时序子系统时应添加的补偿器，如何设计鲁棒的分布式伺服系统等，得出了理论结果。在阐明自治分布式系统的功能和结构之间的关系之前，我们先考虑“功能”本身的概念，并了解在一般工程中考虑时，功能可以以“做...”的形式表达。可以考虑的对象类型：物质、能量和信息；可以认为有两种类型：一种在两点或两种状态之间连接、传送、运输或转换，另一种在两点或两种状态之间切断。因此，存在三种类型的对象。研究表明，两种及物动词组合起来可以分类并组织成六种功能。