| Project/Area Number |
23K03894
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21040:Control and system engineering-related
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
岩谷 靖 近畿大学, 工学部, 教授 (10400300)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
衣笠 哲也 岡山理科大学, 工学部, 教授 (20321474)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 歩行 / フィードフォワード制御 / ロボット |
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| Outline of Research at the Start |
これまでに提案されている脚式ロボットの動的二足歩行の制御則には必ずフィードバック要素が含まれているが，申請者のグループは『フィードフォワード要素のみにより動的二足歩行が実現可能である』ことを，ごく最近発見した．本研究は動的二足歩行を達成するフィードフォワード入力パターンを，安定性やロバスト性，移動効率などの観点から解析・整理する．これにより，動的二足歩行のフィードフォワード制御則の原理を確立することを目的とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，膝や胴体を有しないコンパス型二足歩行ロボットを調査の対象とした．コンパス型二足歩行ロボットの機構は歩行ロボットの中で最も単純であり，研究の第一段階に適しているからである．具体的に本年度は，コンパス型二足歩行ロボットの試作を行うとともに，ロボットのモデリングと，周期歩行解の導出に関する研究を行った．
モデリングに関する研究実績は以下の通りである．従来の研究では，実際の状況とは異なる簡易的な数理モデルを用いて，理論構築と数値シミュレーションが行われていた．本研究では試作機の形状に適合する数理モデルを構築した．特に従来の数理モデルでは，脚の接地は完全非弾性衝突であることが仮定されていた．一方，本研究において試作したロボットの歩行を高速カメラで解析したところ，接地は完全非弾性衝突ではなく，跳ね返りを伴う非弾性衝突が極短時間に数度繰り返された後に接地状態に至ることが分かった．本研究では，非弾性衝突の歩行モデルを構築するとともに，試作機を用いた実験により，その妥当性を確認した．
周期歩行解の導出に関する研究実績は以下の通りである．本研究では，周期歩行の数値解を，その導出問題を境界値問題として定式化することで導出する方法を確立した．提案方法は，従来の周期歩行導出方法よりも簡便であり，既存の境界値問題ソルバを用いて短時間に導出することができる．また提案方法は，従来の周期歩行導出方法よりも強力であり，これまで知られていなかった歩容を導出できた．提案方法は，フィードフォワード歩行を含めた多様な歩行の解析に利用できる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
理論および試作機の構築とも，おおむね計画の通り進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き，理論および実験の両面から，フィードフォワード歩行制御の解明を進める．具体的に，理論面では安定解析に関わる理論を構築し，実験面では試作機のブラッシュアップを行う予定である．
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