Development of a Control System for Robot Manipulators Based on Robust and Efficient Motion Planning Using Computer Algebra

Research Project

Project/Area Number	25K07662
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	照井章筑波大学, 数理物質系, 准教授 (80323260)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2027: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2025: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords	数式処理 / 計算機代数 / 包括的グレブナー基底系 / マニピュレータ / 逆運動学問題
Outline of Research at the Start	本研究では、ロボットマニピュレータ（関節駆動型ロボット）において、数式処理によるロバストかつ効率的な動作計画に基づく実用的な制御系を開発する。数式処理による動作計画は、大域的な計算により、ロボットの動作前に動作計画の実行可能性を厳密に判定可能であるというロバスト性を持つ一方で、数値計算による局所的手法と比較すると、計算コストの増加や浮動小数を座標や経路に与えることが困難、といった課題がある。本研究では、包括的グレブナー基底系計算や限量子消去法を用いたマニピュレータの逆運動学問題および経路計画問題の解法を発展させ、ロバスト性を保ちつつ効率的な動作計画を可能にする制御系の開発と応用を目指す。