ヒューマノイドロボットのダイナミクスベースト制御

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13305029
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 大須賀 公一 京都大学, 情報学研究科, 助教授 (50191937)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鄭 心知 (財)京都高度技術研究所, メカトロニクス研究室・室長 (10262966) ; 辻田 勝吉 京都大学, 工学研究科, 助手 (20252603) ; 土屋 和雄 京都大学, 工学研究科, 教授 (70227429)
• Keywords: ダイレクトドライブモータ / ヒューマノイドロボット / ダイナミクスベースト制御

Research Abstract

本研究課題では,最終的には全関節をダイレクトドライブモータで駆動するヒューマノイドロボットを開発する.それによって,ヒューマノイドロボットの動特性をフルに活用した制御則を開発するためである.
本年度は,まず,各脚2自由度,回転胴体1自由度の計5自由度の回転関節を持つ二足歩行ロボットの構築を行うための準備を行った.具体的には,全関節に利用するダイレクトドライブモータを駆動するためのパワーアンプ,及び計算機システムのシステム構築を行うための基本システムの概要設計を行い,そのための構成部品の調達を行った.さらに構築するロボットの概念設計を行った.この設計は今後組み込むモータの具体的仕様を確定するために利用される.また,合わせて,ダイナミクスベースト制御に基づいた制御則を設計するための基礎検討を行った.具体的には,簡易シミュレータおよび理論解析によって,受動的歩行の運動解析を行い,特に遊脚が着地する瞬間の状態(衝突点と呼ぶ)に着目し,制御則設計の基礎検討を行った.受動的歩行では歩行の平衡点が未知なので制御が難しくなっているが,その問題設定は,カオス制御などで知られている「遅延フィードバック制御」の考え方に近いものがあることがわかった.そこで,脚ロボットの受動的歩行に遅延フィードバック制御の考え方を導入し,衝突点における運動エネルギーに着目した制御則を設計した.その有効性はシミュレーションによって確認した.