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2015 Fiscal Year Research-status Report

新型多機能な水陸両用生物型Mother-sonロボットシステム

Research Project

Project/Area Number 15K12120
Research InstitutionKagawa University

Principal Investigator

郭 書祥  香川大学, 工学部, 教授 (40273346)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords球型 ロボット / 生物型ハイブリッド駆動機構 / 親子ロボット
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、生物(ウミガメ)型ハイブリッド駆動機構を基に着想したものであり、開発するロボットシステムは水陸両用の球型Motherロボットと、これに搭載する複数の生物型マイクロロボットとが連携作業を行うことで、複雑な作業を可能にすることが特徴である。
本研究では、開発してきた球型Motherロボットの性能を改良し、クローズドループ制御でロボットをコントロールして、運動精度を高め、MotherロボットとSonロボットの協調作業メカニズムを検証し、複雑な水中環境で高度な作業を行うことが可能な本ロボットシステムの開発を目指す。最終的には、本ロボットシステムを複数用いて協調作業をさせることも検討課題の一つである。開発した本ロボットシステムを用いて、具体的に河川や湖沼などの水質調査などへの応用を主体として、クローズドループ制御で球型Mother ロボットの安定性を高め、陸上では四足歩行運動と水中ではウォータージェットプロペラ駆動モードでの巡航の特性評価を行う。水中の任意の深さでの作業を安定に行うために、球型Mother ロボットに搭載する浮上・沈下装置の基本技術を開発する。また、球型Mother ロボットからSon ロボットの放出・回収装置の基本技術を開発し、実際に水中で本ロボットシステムの評価を行った。具体的には次の項目を行った。
1. 球型Mother ロボットの高安定性の実現
2. 球型Mother ロボットの浮上・沈下装置の基本技術開発
3. Son ロボット(マイクロロボット)を放出・回収する装置の基本技術開発;Son ロボットの放出・回収する作業、水中での本ロボットシステムの実験的評価

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

以前に開発してきた球型Motherロボットの性能を改良し、クローズドループ制御でロボットをコントロールして、運動精度を高め、MotherロボットとSonロボットの協調作業メカニズムを検証し、複雑な水中環境で高度な作業を行うことが可能な本ロボットシステムの開発を実現した。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度以降では,改良した本ロボットシステムを完成し、球型Mother ロボットからSon ロボットを放出及び回収機能及び球型ロボットに搭載する浮上・沈下装置の確立を行う。また、球型Mother ロボットとSon ロボットとの間の通信・協調作業メカニズムを作り、本ロボットシステムの通信技術を開発し、協調制御を可能にする。さらに、本ロボットシステムを複数用いてこれらの間の通信・協調作業についても検討を行う。最後
は制御インターフェースを用いる遠距離操作の実現である。

  • Research Products

    (14 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] 北京理工大学/天津理工大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      北京理工大学/天津理工大学
  • [Journal Article] Development of a biomimetic underwater microrobot for a father–son robot system2016

    • Author(s)
      Maoxun Li, Shuxiang Guo(郭書祥), Jin Guo, Hideyuki Hirata, Hidenori Ishihara
    • Journal Title

      Microsyst Technologies

      Volume: 0 Pages: 0

    • DOI

      10.1007/s00542-016-2817-3

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Preliminary Concept of a Novel Spherical Underwater Robot2015

    • Author(s)
      Yaxin Li, Shuxiang Guo(郭書祥), Chunfeng Yue
    • Journal Title

      International Journal of Mechatronics and Automation

      Volume: Vol.5, No.1 Pages: pp.11-21

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Mechantronic System and Experiments of a Spherical Underwater Robot: SUR-II2015

    • Author(s)
      Chunfeng Yue, Shuxiang Guo, Maoxun Li, Yaxin Li, Hideyuki Hirata, Hidenori Ishihara
    • Journal Title

      Journal of Intelligent and Robotic Systems,

      Volume: Vol.80, No.2 Pages: pp.325-340

    • DOI

      10.1007/s10846-015-0177-3

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Design and Performance Evaluation of a Biomimetic Microrobot for the Father-son Underwater Intervention Robotic System2015

    • Author(s)
      Chunfeng Yue, Shuxiang Guo, Liwei Shi
    • Journal Title

      Microsystem Technologies

      Volume: 0 Pages: 0

    • DOI

      10.1007/s00542-015-2457-z

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A Kinect-based Real-time Compressive Tracking System for Amphibious Spherical Robots2015

    • Author(s)
      Shaowu Pan, Liwei Shi, Shuxiang Guo
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: Vol.15 No.4 Pages: pp.8232-3252

    • DOI

      10.3390/s150408232

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Preliminary Mechanical Analysis of an Improved Amphibious Spherical Father Robot2015

    • Author(s)
      Yanlin He, Liwei Shi, Shuxiang Guo, Shaowu Pan, Zhe Wang
    • Journal Title

      Microsystem Technologies

      Volume: 0 Pages: 0

    • DOI

      10.1007/s00542-015-2504-9

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Study on the Control System of a Novel Spherical Underwater Robot2015

    • Author(s)
      Yaxin Li,Shuxiang Guo, Chunfeng Yue
    • Organizer
      Proceedings of 2015 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, pp.2100-2105
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2015-08-02 – 2015-08-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Low-power SoC-based Moving Target Detection System for Amphibious Spherical Robots2015

    • Author(s)
      Shaowu Pan, Liwei Shi, Shuxiang Guo, Ping Guo, Yanlin He, Rui Xiao
    • Organizer
      Proceedings of 2015 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, pp.1116-1121
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2015-08-02 – 2015-08-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Insect-inspired Biomimetic Underwater Microrobots for a Father-son Robot System2015

    • Author(s)
      Maoxun Li, Shuxiang Guo, Kazuhiro Yamashita
    • Organizer
      Proceedings of 2015 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, pp.964-969
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2015-08-02 – 2015-08-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] OFDM-based Micro-Signal Communication Method for the Spherical Amphibious Underwater Vehicle2015

    • Author(s)
      Xin Li,Jian Guo,Shuxiang Guo
    • Organizer
      Proceedings of 2015 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, pp.2094-2099
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2015-08-02 – 2015-08-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 13.Liwei Shi1, Rui Xiao, Shuxiang Guo, Ping Guo, Shaowu Pan, Yanlin He, “An Attitude Estimation System for Amphibious Spherical Robots2015

    • Author(s)
      Liwei Shi1, Rui Xiao, Shuxiang Guo, Ping Guo, Shaowu Pan, Yanlin He
    • Organizer
      Proceedings of 2015 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, pp.2076-2081
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2015-08-02 – 2015-08-05
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 香川大学工学部郭研究室

    • URL

      http://guolab.org/LabResearches/UnderWaterSphericalRobot.aspx

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 水中ロボット2016

    • Inventor(s)
      郭書祥
    • Industrial Property Rights Holder
      郭書祥
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-46933
    • Filing Date
      2016-03-10

URL: 

Published: 2017-01-06  

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