【手続補正書】
【提出日】令和2年6月8日(2020.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の非線形動力学を有する複数のエージェントの運動を制御するためのシステムであって、前記エージェントは、制御された方式で動くことが可能なデバイスであり、
状態空間における前記エージェントの初期密度および所与の時点の前記状態空間における前記エージェントの最終密度のうちの少なくとも１つを示すデータを受信する受信機であって、前記状態空間はセクションの組に分割され、前記状態空間のセクションの密度が、前記状態空間の前記セクション内の状態を有するエージェント数に比例するようにされる、受信機と、
プロセッサであって、
密度空間における前記エージェントの動力学下で前記初期密度から前記最終密度への前記エージェントの密度変化の制御コストを最適化する第１の制御問題を定式化することであって、前記第１の制御問題は、マルチエージェント制御および前記エージェントの密度にわたる非線形非凸制御問題であり、前記マルチエージェント制御は、前記状態空間の前記セクションごとに制御入力を定義する、前記状態空間の前記セクションの組上でパラメーター化される関数であることと、
前記第１の制御問題を第２の制御問題に変形することであって、前記第２の制御問題は、前記エージェントの前記密度、および前記マルチエージェント制御と前記エージェントの前記密度との積にわたる非線形凸問題であることと、
前記第２の制御問題を解いて前記状態空間の前記セクションごとに前記制御入力を生成することと、
を行うように構成される、プロセッサと、
前記各エージェントの運動を、前記状態空間の前記エージェントのセクションに対応する制御入力に従って制御するコントローラーと、
を備える、システム。
【請求項２】
前記プロセッサは、
前記第１の制御問題および前記第２の制御問題を、前記状態空間の近隣セクション間の前記エージェントの流れのシーケンスとして表すことと、
前記第２の制御問題を解いて、前記状態空間のセクション間の時変流量、および前記状態空間の前記セクションの時変密度を得ることと、
前記セクション間の前記時変流量および前記セクションの前記時変密度から、各制御ステップにおける前記制御入力を求めることと、
を行うように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記プロセッサは、
前記状態空間の前記セクションの前記時変密度を用いて、前記状態空間の前記セクション間の前記時変流量から、前記制御の各時間ステップにおける前記セクションごとの制御振幅を抽出することと、
対応する制御振幅を組み合わせることによって、前記制御の前記各時間ステップにおいて各達成可能な制御方向における前記状態空間の前記セクションごとの正味の制御振幅を求めることと、
前記制御の前記各時間ステップにおける前記各達成可能な制御方向における前記制御入力を、対応する正味の制御振幅として求めることと、
を行うように更に構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサは、
前記状態空間の前記セクションのグラフ構造を決定することであって、グラフの各頂点はセクションを表し、近傍の頂点は少なくとも１つのエッジによって連結されることと、
グラフ上の前記エージェントの前記密度の移流の結果として、各制御時点における前記状態空間の近傍のセクション間の前記エージェントの前記流れのシーケンスを表すことと、
によって前記第１の制御問題および前記第２の制御問題を表すように構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の制御問題は、前記エージェントの制御されていない動力学と、前記エージェントの離散時間制御との間で切り替え、前記エージェントの前記制御されていない動力学は、前記密度空間において線形であり、前記エージェントの前記離散時間制御は前記密度空間において非線形であり、前記エージェントの前記制御されていない動力学は、前記エージェントの前記非線形動力学の線形転送作用素と前記エージェントの前記密度との積を含み、前記エージェントの前記離散時間制御は、前記マルチエージェント制御と前記エージェントの前記密度との積を含み、
前記第２の制御問題は、前記マルチエージェント制御と前記エージェントの前記密度との前記積を、変数と置き換え、前記非線形凸問題を形成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記プロセッサは、時間切り替えの一定の頻度について前記第２の制御問題を解く、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記エージェントの前記離散時間制御は、前記エージェントの前記制御されていない動力学よりも少なくとも１０倍高速である、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記プロセッサは、
前記状態空間の前記セクションのグラフ構造を求めることであって、グラフの各頂点はセクションを表し、近傍の頂点は少なくとも１つのエッジによって連結されることと、
グラフ上の前記エージェントの前記密度の移流の結果として、各制御時点における前記セクションごとの前記エージェントの前記離散時間制御を表すことと、
を行うように構成される、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記エージェントは非線形制御アフィン動力学に従い、
前記第１の制御問題は、線形の第１の項と非線形の第２の項との組み合わせを含み、前記第１の項は、前記エージェントの非線形の制御されていない動力学の線形無限小生成作用素と、前記エージェントの現在の密度との積を含み、前記第２の項は、前記マルチエージェント制御と、制御ベクトルフィールドの線形無限小生成作用素と、前記エージェントの前記密度との積を含み、
前記第２の制御問題は、前記制御ベクトルフィールドごとの前記マルチエージェント制御と前記エージェントの前記密度との積を、変数と置き換え、前記非線形凸問題を形成する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサは、
前記状態空間の前記セクションのグラフ構造を求めることであって、グラフの各頂点はセクションを表し、近傍の頂点は少なくとも１つのエッジによって連結され、前記各エッジは、前記制御ベクトルフィールドの前記線形無限小生成作用素によって与えられる重みを有する重みベクトルに関連付けられることと、
グラフ上の前記エージェントの前記密度の移流の結果として、前記制御の各時点における前記セクションごとに前記エージェントの前記制御を表すことと、
を行うように構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の制御問題は、異なる制御転送作用素の凸線形結合と、前記エージェントの前記密度との積を含み、前記制御転送作用素は、許容可能な制御を有限数の値に離散化した結果であり、
前記第２の制御問題は、前記エージェントの前記密度と前記凸線形結合の重みとの積を、変数と置き換えて、前記非線形凸問題を形成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記コントローラーは、前記各エージェントに、前記状態空間の前記エージェントのセクションに対応する制御入力を適用するコマンドを送信する送信機を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記コントローラーは、前記状態空間のそのセクションに対応する制御入力を適用するアクチュエーターを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記アクチュエーターは、前記エージェントに磁場を印加するための磁気アクチュエーターを含み、前記磁場は前記制御入力によって決定される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記受信機は、前記エージェントの初期状態を受信し、前記プロセッサは、前記エージェントの前記初期状態から前記状態空間における前記エージェントの初期確率密度を求める、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
同一の非線形動力学を有する複数のエージェントの運動を制御するための方法であって、前記エージェントは、制御された方式で動くことが可能なデバイスであり、
状態空間における前記エージェントの初期密度および所与の時点の前記状態空間における前記エージェントの最終密度のうちの少なくとも１つを示すデータを受信することであって、前記状態空間はセクションの組に分割され、前記状態空間のセクションの密度が、前記状態空間の前記セクション内の状態を有するエージェント数に比例するようにされることと、
密度空間における前記エージェントの動力学下で前記初期密度から前記最終密度への前記エージェントの密度変化の制御コストを最適化する第１の制御問題を定式化することであって、前記第１の制御問題は、マルチエージェント制御および前記エージェントの密度にわたる非線形非凸制御問題であり、前記マルチエージェント制御は、前記状態空間の前記セクションごとに制御入力を定義する、前記状態空間の前記セクションの組上でパラメーター化される関数であることと、
前記第１の制御問題を第２の制御問題に変形することであって、前記第２の制御問題は、前記エージェントの前記密度、および前記マルチエージェント制御と前記エージェントの前記密度との積にわたる非線形凸問題であることと、
前記第２の制御問題を解いて前記状態空間の前記セクションごとに前記制御入力を生成することと、
前記各エージェントの運動を、前記状態空間の該エージェントのセクションに対応する制御入力に従って制御することと、
を含み、前記方法の少なくともいくつかのステップはプロセッサを用いて実行される、方法。
【請求項１７】
前記第１の制御問題および前記第２の制御問題を、前記状態空間の近隣セクション間の前記エージェントの流れのシーケンスとして表すことと、
前記第２の制御問題を解いて、前記状態空間のセクション間の時変流量、および前記状態空間の前記セクションの時変密度を得ることと、
前記セクション間の前記時変流量および前記セクションの前記時変密度から、各制御ステップにおける前記制御入力を求めることと、
を更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記状態空間の前記セクションの前記時変密度を用いて、前記状態空間の前記セクション間の前記時変流量から、前記制御の各時間ステップにおける前記セクションごとの制御振幅を抽出することと、
対応する制御振幅を組み合わせることによって、前記制御の前記各時間ステップにおいて各達成可能な制御方向における前記状態空間の前記セクションごとの正味の制御振幅を求めることと、
前記制御の前記各時間ステップにおける各達成可能な制御方向における前記制御入力を、対応する正味の制御振幅として求めることと、
を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記状態空間の前記セクションのグラフ構造を決定することであって、グラフの各頂点はセクションを表し、近傍の頂点は少なくとも１つのエッジによって連結されることと、
グラフ上の前記エージェントの前記密度の移流の結果として、各制御時点における前記状態空間の近傍のセクション間の前記エージェントの前記流れのシーケンスを表すことと、
を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
方法を実行するためにプロセッサによって実行可能なプログラムが実現された非一時的なコンピューター可読ストレージ媒体であって、前記方法は、
状態空間におけるエージェントの初期密度および所与の時点の前記状態空間における前記エージェントの最終密度のうちの少なくとも１つを示すデータを受信することであって、前記エージェントは、制御された方式で動くことが可能なデバイスであり、前記状態空間はセクションの組に分割され、前記状態空間のセクションの密度が、前記状態空間の前記セクション内の状態を有するエージェント数に比例するようにされることと、
密度空間における前記エージェントの動力学下で前記初期密度から前記最終密度への前記エージェントの密度変化の制御コストを最適化する第１の制御問題を定式化することであって、前記第１の制御問題は、マルチエージェント制御および前記エージェントの密度にわたる非線形非凸制御問題であり、前記マルチエージェント制御は、前記状態空間の前記セクションごとに制御入力を定義する、前記状態空間の前記セクションの組上でパラメーター化される関数であることと、
前記第１の制御問題を第２の制御問題に変形することであって、前記第２の制御問題は、前記エージェントの前記密度、および前記マルチエージェント制御と前記エージェントの前記密度との積にわたる非線形凸問題であることと、
前記第２の制御問題を解いて前記状態空間の前記セクションごとに前記制御入力を生成することと、
前記各エージェントの運動を、前記状態空間の前記エージェントのセクションに対応する制御入力に従って制御することと、
を含む、非一時的なコンピューター可読ストレージ媒体。