Motion emergence and mutual progression of robot body and intelligence from dynamical point of view

• Project/Area Number: 18680023
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Perception information processing/Intelligent robotics
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: OKADA Masafumi Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 准教授 (60323523)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥30,160,000 (Direct Cost: ¥23,200,000、Indirect Cost: ¥6,960,000); Fiscal Year 2008: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2007: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000); Fiscal Year 2006: ¥13,520,000 (Direct Cost: ¥10,400,000、Indirect Cost: ¥3,120,000)
• Keywords: 運動創発 / 知的制御 / アトラクタ設計 / 運動遷移 / 身体設計 / 特異性 / 機構総合 / 非線形剛性 / 力学的情報処理 / 非線形力学 / 記号設計 / ヒューマノイドロボット / 身体性 / 非線形剛性特性 / パラレルメカニズム / コミュニケーション

Research Abstract

本研究は, (1)ロボットの自律制御のためのコントローラ設計手法, および, (2)制御では実現しにくい特性をロボットの身体(機構)によって補完する方法を提案するものである. これらの方法では非線形性, 力学系がキーワードであり, (1)ではアトラクタを有する非線形力学系の設計によってロボットを所望の運動へと引き込ませる方法を提案している. (2)では機構の特異性を利用することで, ロボットのアクチュエータ低減化, 非線形な柔らかさを実現する機構を開発するものである.

Research Products

• [Journal Article] 構造的特異性を利用した零/極高剛性を実現するトルク伝達機構とそのロボット関節への応用 (2009)
  • Author(s): 岡田昌史, 紀晋太郎, 菅谷侑司
  • Journal Title: 日本ロボット学会誌 Vol.27, No.4 Pages: 442-448
  • NAID: 10024790266
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 構造的特異性を利用した零/極高剛性を実現するトルク伝達機構とそのロボット関節への応用 (2009)
  • Author(s): 岡田昌史, 紀晋太郎, 菅谷侑司
  • Journal Title: 日本ロボット学会論文誌 (印刷中)
  • NAID: 10024790266
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 力学的情報処理による運動の表現と設計 (2007)
  • Author(s): 岡田昌史
  • Journal Title: 日本ロボット学会誌 Vol.25, No.5 Pages: 678-683
  • NAID: 10019583596
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 軌道アトラクタを用 いたロボットの同調運動制御によるコミュニケーション原理の表現 (2007)
  • Author(s): 岡田昌史, 村上健治
  • Journal Title: 日本ロボット学会誌 Vol.25, No.4 Pages: 545-553
  • NAID: 130000849026
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 力学的情報処理による運動の表現と設計 (2007)
  • Author(s): 岡田昌史
  • Journal Title: 日本ロボット学会誌 25-5 Pages: 678-683
  • NAID: 10019583596
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 軌道アトラクタを用いたロボットの同調運動制御によるコミュニケーション原理の表現 (2007)
  • Author(s): 岡田昌史, 村上健治
  • Journal Title: 日本ロボット学会誌 25-4 Pages: 545-553
  • NAID: 130000849026
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 軌道アトラクタを用いたロボットの同調運動制御によるコミュニケーション原理の表現 (2007)
  • Author(s): 岡田昌史, 村上健冶
  • Journal Title: 日本ロボット学会学会誌 (掲載決定)
  • NAID: 130000849026
• [Journal Article] Robot Communication Principal by Motion Synchronization using Orbit Attractor (2007)
  • Author(s): Masafumi OKADA, Kenji MURAKAMI
  • Journal Title: Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'07) Pages: 2564-2569
• [Journal Article] Attractor Design of Dynamics based on Energy Distance in State-Space for Linear System (2006)
  • Author(s): Masafumi OKADA
  • Journal Title: International Journal of Simulation Systems, Science and Technology -Special Issue on Mechatronics Technology- Vol.7, No.8 Pages: 47-54
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Robot Motion Emergence by Orbit Attractor Design for Tapping Dance Robot Control-Experimental Evaluation with Drastic Change of Dynamics Property- (2006)
  • Author(s): Masafumi OKADA, Kenji MURAKAMI
  • Journal Title: Proc. of The 10th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT2006) (CD-ROM)
• [Journal Article] 軌道アトラクタによるロボットの運動記号と身体記号の設計 (2006)
  • Author(s): 岡田昌史
  • Journal Title: 第24回日本ロボット学会学術講演会 (CD-ROM)
• [Journal Article] 軌道アトラクタ設計によるロボットの運動創発とタップダンスロボットの制御-力学特性の大きな変化を伴う運動への適用- (2006)
  • Author(s): 村上健治, 岡田昌史, 岩附信行
  • Journal Title: 第12回日本IFToMM会議シンポジウム Pages: 37-42
• [Journal Article] 軌道アトラクタを用いたロボットの同調運動制御とコミュニケーションの表現 (2006)
  • Author(s): 村上健治, 岡田昌史, 岩附信行
  • Journal Title: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'06
• [Presentation] 機構的優位性によるヒューマノイドロボットのモデル化と運動制御の容易化(2A1-E08 (CD-ROM)) (2009)
  • Author(s): 清水洋介, 芥川浩之, 岡田昌史
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2009
  • Place of Presentation: 博多市
  • Year and Date: 2009-05-26
• [Presentation] 運動の力学的意味を考慮したコントローラの身体・運動要素への分解とこれを用いた運動評価(2A1-B11 (CD-ROM)) (2009)
  • Author(s): 渡辺将旭, 岡田昌史
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2009
  • Place of Presentation: 博多市
  • Year and Date: 2009-05-25
• [Presentation] 閉リンク系を用いた非線形剛性のための機構総合と衝撃吸収への応用(1P1-D15 (CD-ROM)) (2009)
  • Author(s): 武石純, 岡田昌史
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2009
  • Place of Presentation: 博多市
  • Year and Date: 2009-05-25
• [Presentation] Controller Decomposition and Combination Design of Body / Motion Elements based on Orbit Attractor (pp.1364-1369) (2009)
  • Author(s): Masaaki WATANABE and Masafumi OKADA
  • Organizer: Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'09)
  • Place of Presentation: Kobe, JAPAN
  • Year and Date: 2009-05-14
• [Presentation] Design of Nonlinearity of Passive Stiffness using Closed Kinematic Chain for Impact Absorption (pp.567-572) (2009)
  • Author(s): Masafumi OKADA and Jun TAKEISHI
  • Organizer: Proc. of JSME International Conference on Motion and Power Transmissions(MPT2009)
  • Place of Presentation: Matsushima, JAPAN
  • Year and Date: 2009-05-13
• [Presentation] 軌道アトラクタに基づくコントローラの身体・運動要素への分解と組み合わせによる設計(3F1-07(CD-ROM)) (2008)
  • Author(s): 渡辺将旭, 岡田昌史
  • Organizer: 第26回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 神戸市
  • Year and Date: 2008-09-09
• [Presentation] 軌道アトラクタに基づくコントローラの身体・運動要素への分解と組み合わせによる設計 (2008)
  • Author(s): 渡辺将旭, 岡田昌史
  • Organizer: 第26回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 神戸市
  • Year and Date: 2008-09-09
• [Presentation] ヒューマノイドロボット設計における重量軽減化を目的としたアクチュエータ数の低減化 (2008)
  • Author(s): 清水洋介, 森田堅次郎, 岡田昌史
  • Organizer: 第14回日本IFToMM会議シンポジウム前刷り集
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-12
• [Presentation] ヒューマノイドロボット設計における重量軽減化を目的としたアクチュエータ義数の低減化 (2008)
  • Author(s): 清水洋介, 森田堅次郎, 岡田昌史
  • Organizer: 第14回日本IFToMM会議シンポジウム前刷り集
  • Place of Presentation: 東京都
  • Year and Date: 2008-07-12
• [Presentation] Nonlinear Passive Stiffness using Mechanical Singularity and Its application for Four-legged Robot (pp.551-558) (2008)
  • Author(s): Masafumi OKADA and Shintaro KINO
  • Organizer: Proc. of the 17th CISM-IFToMM Symposium (Romansy17)
  • Place of Presentation: Tokyo, JAPAN
  • Year and Date: 2008-07-09
• [Presentation] Nonlinear Passive Stiffness using Mechanical Singularity and Its application for Four-legged Robot (2008)
  • Author(s): Masafumi OKADA and ShIntaro KINO
  • Organizer: Proc. of the Seventeenth CISM-IFToMM Symposium (Romansy17)
  • Place of Presentation: 東京都
  • Year and Date: 2008-07-09
• [Presentation] 機構的優位性を持つヒューマノイドの身体進化(2A1-D03(CD-ROM)) (2008)
  • Author(s): 清水洋介, 森田堅次郎, 岡田昌史
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomec2008)
  • Place of Presentation: 長野市
  • Year and Date: 2008-06-07
• [Presentation] 場の重ね合わせと状態空間写像に基づくロボットの運動創発(2P2-I21(CD-ROM)) (2008)
  • Author(s): 渡辺将旭, 岡田昌史
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomec2008)
  • Place of Presentation: 長野市
  • Year and Date: 2008-06-07
• [Presentation] 非線形ばね機構を用いた四脚ロボットの運動制御 -構造的特異性による硬さと柔らかさの両立-(1A1-E23(CD-ROM)) (2008)
  • Author(s): 菅谷侑司, 岡田昌史
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomec2008)
  • Place of Presentation: 長野市
  • Year and Date: 2008-06-06
• [Presentation] 非線形ばね機構を用いた四脚ロボットの運動制御-構造的特異性による硬さと柔らかさの両立- (2008)
  • Author(s): 菅谷侑司, 岡田昌史
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomec'08)
  • Place of Presentation: 長野市
  • Year and Date: 2008-06-06
• [Presentation] 機構的優位性を持つヒューマノイドの身体進化 (2008)
  • Author(s): 清水洋介, 森田堅次郎, 岡田昌史
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomec'08)
  • Place of Presentation: 長野市
  • Year and Date: 2008-06-06
• [Presentation] 場の重ね合わせと状態空間写像に基づくロボットの運動創発 (2008)
  • Author(s): 渡辺将旭, 岡田昌史
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomec'08)
  • Place of Presentation: 長野市
  • Year and Date: 2008-06-06
• [Presentation] Torque Transmission Mechanism with Nonlinear Passive Stiffness using Mechanical Singularity (pp.1735-1740) (2008)
  • Author(s): Masafumi OKADA and Shintaro KINO
  • Organizer: Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'08)
  • Place of Presentation: Pasadena, USA
  • Year and Date: 2008-05-22
• [Presentation] Torque Transmission Mechanism with Nonlinear Passive Stiffness using Mechanical Singularity (2008)
  • Author(s): Masafumi OKADA and Shintaro KINO
  • Organizer: Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'08)
  • Place of Presentation: イタリア, ローマ
  • Year and Date: 2008-05-22
• [Presentation] 軌道アトラクタに基づく身体・運動記号の設計とその物理的意味表現(1D14(CD-ROM)) (2007)
  • Author(s): 渡辺将旭, 岡田昌史
  • Organizer: 第25回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 津田沼市
  • Year and Date: 2007-09-14
• [Presentation] 軌道アトラクタに基づく身体・運動記号の設計とその物理的意味表現 (2007)
  • Author(s): 渡辺将旭, 岡田昌史
  • Organizer: 第25回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2007-09-13
• [Presentation] 構造的特異性による機構の零剛性とこれを利用したトルク伝達のための非線形剛性特性機構 (2007)
  • Author(s): 岡田昌史, 紀晋太郎
  • Organizer: 第13回日本IFToMM会議シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-09-12
• [Presentation] 構造的特異性による機構の零剛性とこれを利用したトルク伝達のための非線形剛性特性機構(pp.59-64) (2007)
  • Author(s): 岡田昌史, 紀 晋太郎
  • Organizer: 第13回日本IFToMM会議シンポジウム前刷り集
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-07-12
• [Presentation] 構造的特異性を利用した受動可変剛性を持つトルク伝達機構(1A2-H03) (2007)
  • Author(s): 岡田昌史, 紀 晋太郎
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'07
  • Place of Presentation: 秋田市
  • Year and Date: 2007-05-11
• [Presentation] 構造的特異性を利用した受動可変剛性を持つトルク伝達機構 (2007)
  • Author(s): 岡田昌史, 紀晋太郎
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • Place of Presentation: 秋田
  • Year and Date: 2007-05-11
• [Presentation] Robot Communication Principal by Motion Synchronization using Orbit Attractor(pp.2564-2569) (2007)
  • Author(s): Masafumi OKADA and Kenji MURAKAMI
  • Organizer: Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'07)
  • Place of Presentation: Roma, ITALY
  • Year and Date: 2007-04-12
• [Presentation] Robot Communication Principal by Motion Synchronization using Orbit Attractor (2007)
  • Author(s): Masafumi OKADA and Kenji MUEAKAMI
  • Organizer: IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • Place of Presentation: Roma
  • Year and Date: 2007-04-12
• [Presentation] Robot Motion Emergence by Orbit Attractor Design for Tapping Dance Robot Control -Experimental Evaluation with Drastic Change of Dynamics Property- (2006)
  • Author(s): Masafumi OKADA and Kenji MURAKAMI
  • Organizer: Proc. of The 10th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT2006)
  • Place of Presentation: Mexico City, Mexico
  • Year and Date: 2006-11-21
• [Presentation] 軌道アトラクタによるロボットの運動記号と身体記号の設計(1D31) (2006)
  • Author(s): 岡田昌史
  • Organizer: 第24回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 岡山市
  • Year and Date: 2006-09-15
• [Presentation] 軌道アトラクタ設計によるロボットの運動創発とタップダンスロボットの制御 -力学特性の大きな変化を伴う運動への適用- (2006)
  • Author(s): 村上健治, 岡田昌史, 岩附信行
  • Organizer: 第12回日本IFToMM会議シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2006-06-30
• [Presentation] 軌道アトラクタを用いたロボットの同調運動制御とコミュニケーションの表現(2A1-E32) (2006)
  • Author(s): 村上健治, 岡田昌史, 岩附信行
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'06
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2006-05-27
• [Book] システム制御の基礎と応用 (2007)
  • Author(s): 岡田昌史
  • Total Pages: 210
  • Publisher: 数理工学社
• [Remarks] 文部科学大臣表彰若手科学者賞, 岡田 昌史, 情報と機構の非線形性が現象として実在化する巧な運動の研究, 2008 6. 研究組織
• [Patent(Industrial Property Rights)] 零剛性から極高剛性を実現する高強度可変剛性機構 (2007)
  • Inventor(s): 岡田昌史, 紀 晋太郎
  • Industrial Property Number: 2007-040961
  • Filing Date: 2007-04-09