2015 Fiscal Year Annual Research Report
長時間稼働のための拘束解放可変機構を備えたヒューマノイドの身体設計と行動生成制御
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15J08714
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野田 晋太朗 東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | ロボット / 等身大ヒューマノイド / 受動歩行 / ブレーキ / クラッチ / 動作軌道生成 / 二足歩行 / 摩擦 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
27年度は，1.拘束解放可変機構の選定・設計を行い、実等身大ロボットへの適用も可能な強度と体積をもったブレーキ・クラッチ機構を開発した。また 2.拘束解放可変機構に適用可能な動作生成アルゴリズム、学習に基づく動作生成高速化手法を開発した。
１．等身大ヒューマノイドロボットに適用可能なブレーキ・クラッチ機構の選定と設計; 数十キログラムの等身大ロボットに適用するための強度と出力を実現するためには、大型大重量の装置が必要である。そこで、ロボットの脚にブレーキ・クラッチ機構を組み込んだ設計すること、および、低出力のクラッチ動作が可能なクラッチ機構を設計することで小型化を行った。また実際に一軸の試験機を作成し、ブレーキ・クラッチが正常に動作すること、数ワット程度の小型モータでクラッチ機構の駆動が可能であることを確認した。現在はブレーキ・クラッチ機構の制御と、ロボットの関節駆動との連携を行うためのソフトウェアの開発を行っており、これが完了したのち実ロボットの膝関節への適用を行っていく計画である。
２．拘束解放可変機構を用いた動作生成アルゴリズムの開発; 拘束解放可変機構を用いた動作生成のためには、受動と能動の二つの形態の動作を切り替えて行動を生成する必要がある。また、探索のパラメタが増えることによる計算コスト増加も問題になると予想される。前者の複数形態の切り替えを伴う動作生成について、あらかじめ定義した動作形態を評価関数に基づき探索することで、任意の動作形態を切り替えながら全体の行動を生成するアルゴリズムを開発し国際会議への投稿・発表を行った。後者の計算コストの問題について、ロボットの手先足先の位置姿勢といった制御入力と非線形の関係にあるタスクを、冗長パラメタを考慮した学習により表現しなおすことで高速に探索する手法を開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
27年度は、等身大ロボットに搭載可能な強度と体積をもったブレーキ・クラッチ機構の設計を行い、一軸の試験機を作成することで機構が正しく動作することの確認を行った。また複雑な環境下での移動行動を実現する探索アルゴリズム、学習に基づく動作生成の高速化手法を開発し国際会議への投稿・発表を行った。機構について実際の制御やロボットへの搭載までは行えなかったが、そのための目処は立ったと考える。28年度に行動生成ソフトウェアの開発と平行して機構の設計開発および制御をすすめることで実ロボットへの適用を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度は，まず27年度に作成した一軸試験機でのブレーキ・クラッチ制御を洗練させ，その後，等身大サイズの脚型ロボットに適用することを第一の目標とする．設計から製造までは機械加工の都合時間がかかるので，その間に拘束解放可変機構を活用した動作生成アルゴリズムの開発を並列して行い，ロボットの完成とクラッチを用いた受動歩行，ブレーキを用いた省電力姿勢維持行動の実現を目指す．
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Research Products
(1 results)
