Development of a full-body force sensing system for improving collision safety of multi-legged robots
| Project/Area Number |
20K14692
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | University of Fukui (2023)
Nagaoka University of Technology (2020-2022) |
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Principal Investigator |
梅本 和希 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (10734428)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 全身力覚センシング / 多脚ロボット / 拡張状態オブザーバ / 外乱オブザーバ / 接触力推定 / オブザーバ |
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| Outline of Research at the Start |
既存の多脚ロボットは，動物が全身の力覚情報を皮膚感覚から得ているのに対し，限られた力覚情報しか得られていない．安全性を高めるために，衝突時の衝撃を緩和する動作制御を行うための動物のような全身力覚センシングを実現しなければならない．また，ギャロップ走行などを行う多脚ロボットにおいては，検出法は衝撃力にロバストでなければならない．本申請課題では，衝撃力にロバストな胴部と脚部を含めた全身の力覚センシングを実現する推定システムの構築を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，多脚ロボットの移動時の安全性を高めるための，全身力覚推定システムの構築である．本システムはギャロップ走行などの早い移動時の衝突で故障しないものでなければならない．本システムは申請者らが過去に提案した直列弾性アクチュエータ(SEA)を備える多脚ロボットの力覚センサレス足先反力推定法を拡張して足先反力に加え胴部に働く力とモーメントを同時に推定し，さらに力とモーメント推定に基づく胴部への力が加わる位置の推定を組み合わせることにより実現される．推定法は2段階で構成され，1段階目は力とモーメントの動的推定，2段階目は接触位置推定である．また，開発したロボットに適用し，推定精度とリアルタイム性を検証する．
研究実施手順は以下の通りである．全身力覚推定法を構築し，まず1段回目の動的推定で要する計算時間と遅れ時間の計測を行う．2段階目の接触位置推定の計算時間の計測を行う．システム全体を統合し全身力覚推定システムの推定遅れと誤差を評価する．令和４年度には、全身力覚センシングシステムの有効性の実験的評価を行うための実験システムとして，ウレタンゴムSEAを用いた多脚ロボットを制作した．最終年度において、開発した実験システムを用いて，足先が受ける力の推定および胴部が受ける力の推定システムを実装し，リアルタイム力推定法を実験的に検討した．力推定法および推定実験の結果を精密工学会春季大会において発表した。
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Report
(4 results)
Research Products
(1 results)
