High-Back Drivable Variable Stiffness Robot Arm that Reproduces Strength and 'datsuryoku' for Human
| Project/Area Number |
22K14250
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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 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Ichinoseki National College of Technology |
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Principal Investigator |
川合 勇輔 一関工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (10891830)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 逆駆動性 / モーションコントロール / ヒューマンインタラクション / 力制御 / トルク制御 |
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| Outline of Research at the Start |
人手作業の代替に産業用ロボットを中心とした協働ロボットが導入されてきているが未だ人間のような柔軟性を備えたロボットの実現には至っていない。これは人間が持つ柔軟性(脱力や筋力による力加減)の実現が未達であることにある。人間支援ロボットの普及拡大はSGDsが掲げる重要なテーマである。本研究では、人間が持つ柔軟性を獲得するために、理論的に逆駆動性を解析し、人間支援に最適な逆駆動トルク制御と可変剛性制御に基づいて人間のような脱力と力加減を実現する。制御技術に基づいて能動的に上記目的を達成することで、人間と共存し得る高安定な人間支援ロボットを開発し、普及に貢献する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は昨年度に引き続き新規購入した軸トルクセンサ付きのサーボモータを用いて既存のアクチュエータに組み合わせることで2リンクマニピュレータとして構築した。また、逆駆動制御において、実験上加速度センサのオフセットの影響が見られるため、オフセットを対策する加速度バイアスドリフトオブザーバ(ABDOb)を提案し改善した。本手法にてロボット関節モデルである二慣性共振系に対して負荷側加速度制御系にABDObを付加することで、加速度センサのバイアスドリフトを推定、補償することで良好な加速度制御動作を実現した。また、モータ側の電流制御の観点からロボットの機械共振抑制を実現するバックドライバビリティ改善手法も提案した。可変剛性へ向けて理論検証を進める上で環境剛性のリアルタイム同定が必要となったため、同定手法の検証を行っている。昨年度までに検証している二剛性共振系オブザーバに対してリアルタイム同定した結果を反映することで可変剛性制御系を実現する。上記内容を考慮した結果、現時点での理論検証が進んでいないため、実験実証は未達である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年の当初予定では、可変剛性制御における理論検証および実機検証を完了する予定であったが、加速度センサオフセットの課題や可変剛性制御構築のための接触対象に対するリアルタイム同定手法の検証など新たに検証課題が見つかった。そのため理論検証を含めて実機検証への遅れが生じている。その点において全体進捗状況は「やや遅れている」としている。しかしながら、提案手法としての方策の見通しは立っており最終年度において達成の見込みである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は可変剛性制御のためのリアルタイム環境同定と二剛性共振系オブザーバとの統合、実機検証および2リンクマニピュレータへの検証を進めていき、学会発表および査読付き論文誌への投稿を持って社会還元および全体総括を実施する。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
