道具を用いた移動ロボット群による緊急時対応型協調作業システム

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650243
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 新井 民夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40111463)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 雄介 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (50313036) ; 太田 順 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (50233127) ; 湯浅 秀男 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (10191470)
• Keywords: 移動ロボット群 / 道具 / 協調作業 / 緊急時対応 / 物体操作 / 動作計画 / 移動誤差 / センサレスマニピュレーション

Research Abstract

初年度は,道具を用いた協調作業に関する基本設計を行った.原子力保全・緊急時の援助作業を想定し,3次元複雑環境における協調作業手法を構築した.
複雑な環境において,移動ロボット群によって大型物体を搬送するためには,障害物を回避しながら物体を目的地まで移動させるための移動ロボット群の動作を決定する必要がある.背の低い天井やドアの部分など3次元的な障害物を考慮すると,物体の姿勢を3次元的に変化させるための物体操作が必要となるため,物体操作を伴う搬送経路計画手法を構築する必要がある.そこで,
1.移動ロボット群による道具を用いた作業システム
2.高次元空間での障害物回避経路計画手法
3.力学的安定性を考慮した移動ロボット群による物体操作計画手法の構築を行った.
1.については,道具を用いた作業形態の設計を行った.全方向移動機構に制御装置・画像処理装置を搭載し,自律移動ロボットシステムを構築した.複数台の移動ロボットで道具を取り扱うための道具把持機構を設計・製作し,物体操作・搬送の基礎実験を行った.
2.については,搬送作業の達成に要する時間を評価指標として最適化する搬送経路計画器を構築した.まず,作業のモデル化(抽象化)を行い,離散的表現を用いて環境を効率的に表現することにより,解の探索空間を構成した.探索空間内での解を探索するために,ポテンシャルをヒューリスティクスとして用いることで,効率的に最適解を探索することが可能な手法を構築した.
3.については,移動ロボットの位置決め精度と可動範囲を考慮し,安定した操作を実現するための物体操作計画器を構築した.まず,安定的に操作可能な接触位置の条件を求めた.安定性が保たれる状態から特徴的な状態を抽出してグラフ表現を行いた後にグラフ探索を行うことで,使用するロボットの性能に応じた安定余裕を有する物体操作手法を計画できる手法を構築した.

Research Products

• [Publications] 山下淳: "複数移動ロボットによる協調体操作計画"電気学会論文誌. 121C・3. 549-556 (2001)
• [Publications] 山下淳: "複数小型移動ロボットによる協調ハンドリング(第1報:大型物体操作システムの構築)"東京大学工学部総合試験所年報. 59. 73-78 (2000)
• [Publications] 新井民夫: "群ロボットシステムの開発"bit. 32・9. 2-8 (2000)