面発光レーザーを用いた並列光自由空間配線を有するロボット機構の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11875061
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 石井 抱 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (40282686)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 喜安 千弥 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20234388) ; 藤村 貞夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30010961) ; 石川 正俊 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40212857)
• Keywords: 光インターコネクション / 内神経型 / 超並列配線 / ロボット関節 / 光通信 / 配線の物理的制約 / 大規模ロボットシステム / 可動部

Research Abstract

本研究の目的は,大量の実環境情報に対応した大規模ロボットシステムの実現を向けて,システム内の通信媒体を光とすることを基本とした自由空間光インタコネクションを有する新たなロボット機構を提案することにあり,特に,従来のロボット研究の多くで見られる,既存の機構の上に様々なセンサ及び通信系などを接続するという外神経型のシステム構築ではなく,並列光通信をベースとした構造を内包する機構という内神経型のシステム設計を提案する点に目的がある.具体的には、特に可動部に面発光レーザダイオードアレイを用いた並列光自由空間インターコネクションを有するロボット関節を試作することにより,その実現可能性を解明する.
平成11年度は,並列光自由空間配線を有するロボット機構の構成要素として,面発光レーザダイオードアレイを用いた可動部を有する並列光自由空間インターコネクションの設計を行った.具体的には,以下の手順で研究を進めた.
1)並列光自由空間配線を内部に有する可動機構部のモデルを構築した.
2)可動部において超並列配線を維持可能とする並列光自由空間配線法を提案した.
3)2)で開発した並列光自由空間配線法について,振動などのノイズ,システム誤差に対する影響について解析を行った.
4)3)の解析結果をもとに,2)で提案した並列光自由空間配線を有する可動機構部の設計を行った.
5)並列光自由空間配線を有する可動機構部について,その基本的動作を確認し,動作時における光インターコネクションの接続状態に関する解析を行った.

Research Products

• [Publications] N,Mc Aardle, M.Naruse, M,Ishikawa, H,Toyoda, Y,Kobayashi: "Implementation of a Pipelined Optoelectronics Processor"Technical Digest. 72-74 (1999)
• [Publications] N.McArdle, M.Naruse, M.Ishikawa: "Optoelecronic Parallel Computing Using Optically Interconnected Pipelined Processing Arrays"IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. vol.5,no.2. 250-260 (1999)
• [Publications] M.Naruse, M.Ishikawa.: "Analysis and Characterization of Alignment for Free-space Optical Innterconnects Based on Singuar"Apple. Opt.. vol.39,no.2. 293-301 (2000)
• [Publications] 成瀬、石川: "特異値分析を用いた光インターコネクションのアライメント"解析、光学. vol.29,no2. 101-107 (2000)
• [Publications] 成瀬,豊田,小林,川又,N.アッカ-ドル,石川: "光インターコネクションを用いた階層的並列処理システム"Optics Japan'99講演予稿集. 121-122 (1999)
• [Publications] 川又,成瀬,石井,石川: "固有空間法による動画像データべース構築・検索,アルゴリズム"Optics Japan '99 講演予稿集. 413-414 (1999)