MOSAIC-SV: 水上ロボットの制御と展開のための船舶動特性のリアルタイム適応同定

- 水上ロボットのためのリアルタイム適応型動力学同定・制御システム MOSAIC-SV を提案。 - 専用の同定試験なしに、spec-sheet の工学的事前情報から制御に十分な動力学モデルを同定。 - 閉ループミッションの各制御ステップでモデルを再推定し、その推定上で controller が計画。 - 対象は CyberShip II のシミュレーション、Blue Robotics BlueBoat の実水域試験、6.3トンの dual outboard monohull。

- 従来の model-based control は、同定コストが高く、船体・積載・条件に固有の hydrodynamic model を必要とした。 - MOSAIC-SV は専用同定試験を不要とし、spec-sheet の prior から出発。 - 閉ループ中各制御ステップで再推定しながら制御できる点が新しい。 - 静的ミスマッチや過渡変化、桁違いの prior 誤差、未モデル化積載に対しても性能を維持。

- 物理的に許容可能な unscented Kalman filter により、hydrodynamic・disturbance・actuator パラメータを各制御ステップで再推定。 - command-dependent consider projection により、現在の command が actuator effectiveness と external force に帰属できない補正を保留。 - model predictive path integral controller が現在の推定モデル上で計画。 - これらを組み合わせ、閉ループミッション中にオンラインで動力学同定と制御を同時実行。

- シミュレーション: CyberShip II plant で、静的ミスマッチ・過渡変化下で calibrated model の transit performance を回復。 - シミュレーション: inertia または damping prior が1桁誤っても、unscaled prior の transit time の20%以内。 - 実水域: Blue Robotics BlueBoat で、frozen engineering prior より transit が少なくとも25%高速、自己運動予測誤差が少なくとも56%低減。 - 実水域: 未モデル化 payload 下でも有効。 - 6.3トンの dual outboard monohull にも展開可能であることを確認。

- 要旨からは、限界や失敗条件、計算コスト、スケーラビリティに関する明示的な議論は不明。 - 未モデル化 payload 下での有効性は示されているが、その他の外乱や環境条件への一般化は要旨からは不明。 - 6.3トン船への展開は feasibility のみで、性能評価の詳細は要旨からは不明。

- CyberShip II を用いた関連研究（model-based control、hydrodynamic identification）。 - unscented Kalman filter を用いた適応同定・制御の先行研究。 - model predictive path integral control の関連論文。 - Blue Robotics BlueBoat や twin-thruster catamaran を用いた aquatic robot の制御研究。 - 要旨で参照・比較されている具体的な論文名は不明のため、同分野の定番として上記を挙げる。