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Motion/Force Control of Humanoid Robot Based on Reaction Null Space

Research Project

Project/Area Number 17K00371
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Intelligent robotics
Research InstitutionTokyo City University

Principal Investigator

Sato Daisuke  東京都市大学, 理工学部, 准教授 (40344692)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) Dragomir Nenchev  東京都市大学, 理工学部, 名誉教授 (80270809)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsヒューマノイドロボット / モーション・フォース制御 / 全身運動制御 / 接触レンチ分配 / 角運動量分配 / モーションプランニング / 知能ロボティクス / 反動零空間 / モーション/フォース制御
Outline of Final Research Achievements

The usefulness of a control controller for humanoid robots with whole-body motion and limb contact wrench control using a redundant solution based on reaction null space was verified through dynamics simulations. Specifically, the usefulness of the proposed control method is demonstrated by the simulation results for the following three tasks. (1) Motion-force combined control and reaction control for cleaning floor and wall surfaces using one arm, both arms, and tools; (2) Motion-force combined control by GIWC-GI, a contact wrench distribution method that can consider contact friction, and whole-body motion control using internal force control and a redundant solution method based on RNS; (3) Whole-body motion control for force tasks using one or both arms with stepping and walking.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒューマノイドロボットには人間との共存環境下での活躍が期待されている。潜在的に実現可能な実用的な作業は数多く存在しているが、そのほとんどがいまだヒューマノイドロボットによって実現されておらず、ヒューマノイドロボットを実社会で利用するために備えなければならない能力となる力作業を実現する全身運動制御法の開発が急務であった。本研究課題において開発してきた反動零空間に基づく冗長解法を利用した全身運動と四肢の接触レンチ制御によるヒューマノイドロボットの制御コントローラは、課題を解決する一助となるものであり、本研究成果は学術的にも社会的にも大きな意義を持つ。

Report

(7 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (34 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Book (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Imperial College London(英国)

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      IEEE Robotics and Automation Letters

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 203-210

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      10.1109/lra.2019.2952323

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      IEEE Robotics and Automation Letters

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 151-158

    • DOI

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      International Conference on Robotics and Automation (ICRA)

      Volume: -

    • DOI

      10.1109/icra.2019.8793832

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      Nenchev Dragomir N.、Miyata Akinori、Miyahara Sho、Hamano Takehide
    • Journal Title

      IEEE Robotics and Automation Letters

      Volume: 4 Issue: 4 Pages: 4595-4602

    • DOI

      10.1109/lra.2019.2931245

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      Hosokawa Masahiro, Dragomir N. Nenchev, Hamano Takahide
    • Journal Title

      Advanced Robotics

      Volume: 32 Issue: 14 Pages: 778-792

    • DOI

      10.1080/01691864.2018.1503095

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  • [Presentation] Multicontact Biped Walking With Hand Motion/Force Control and CoM/VRP and Trunk Compliance for Disturbance Accommodation2019

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      Ryo Iizuka, Sho Miyahara, Dragomir N. Nenchev
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  • [Book] Humanoid Robots Modeling and Control2018

    • Author(s)
      Dragomir N. Nenchev, Atsushi Konno, Teppei Tsujita
    • Total Pages
      508
    • Publisher
      Elsevier
    • ISBN
      9780128045602
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  • [Book] Differential Kinematics,Humanoid Robotics: A Reference2017

    • Author(s)
      Dragomir Nenchev
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789400771949
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2024-01-30  

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