2017 Fiscal Year Research-status Report
多脚歩行ロボットのための自由歩容を実現するグラフ探索を用いた脚軌道計画
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16K00350
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
琴坂 信哉 埼玉大学, 工学部, 准教授 (30334147)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
程島 竜一 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10432006)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 多脚歩行ロボット / 歩容生成 / グラフ探索理論 / 不整地歩行 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度までの研究で，平面状の不整地（脚接地可能点が水平面上にランダムに配置されている地面）を対象として，6脚の歩行ロボットによる旋回歩容動作，直線歩容動作をグラフ探索手法の応用により実現することができた．提案手法では，旋回歩容パターン生成を行うために，ロボットの状態をノード，動作をエッジとしたグラフを定義した．また，脚の上下移動，脚の遊脚運動，重心移動，胴体回転の4種類をロボットの動作とした．幅優先探索を用いて目標とする不整地を歩行可能な動作の組み合わせを求め，探索された全ての歩容パターンに対して評価を行い，最も評価の高い歩容パターンを選択し，旋回歩行を実現した．特に，旋回半径が大きいほど重心移動に対する胴体の回転量は小さくなるため，旋回半径に応じた評価手法の切り替えを行うことにした．
簡易実機による歩行実験により，任意位置に配置した小パネルの上だけを踏みつつ，旋回動作を行う歩容を実現できることを確認した．また，本手法を用いて平地，一部脚が下せない場所のある地形，脚接地可能点が放射状，ランダムに配置された地形において6脚ロボットの旋回歩容パターン生成のシミュレーションを行った．旋回半径が0mmのその場旋回では非周期的に脚を動かしながら，重心位置を変えずにロボットが旋回運動を行えることが確認できた．旋回半径が0mmでない旋回においても非周期的に脚を動かしながら重心移動，胴体回転を行う旋回運動を行えることが確認できた．本結果に関して，学術講演会にて発表を行った．
また，3次元自由歩容動作の実現を目標として，探索の並列化による探索時間の削減の検討を行った．GPUを用いる並列化探索プログラムを反復深さ優先探索法にて実装を行ったが，マルチコアCPUを活用した方法と比べて高速化はできなかった．アプローチの再検討が必要である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成28年度計画は，実施済み．平成29年度計画内容に関しては，計画していた超信地旋回を含む重心安定余裕評価を組み入れた旋回歩容を実現することができた．また，2次元自由歩容の実機による実験も実現し，研究発表を行っている．しかし，手法の3次元化のために必要なグラフ探索の高速化が不十分な結果しか得られていない．具体的には，グラフ探索手法を並列化し，GPUを用いた高速化を試みたが，実際には，GPUのメモリアーキテクチュアが原因で，昨年度までの手法と比べて探索時間短縮の効果は得られなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は，平成29年度の検討結果を元に，引き続き，3次元自由歩容手法の実現に向けて，探索時間の短縮のための研究開発を継続する．今年度は，マルチコアCPUの活用，および十分なメモリ空間をPC本体上に確保することによって，高速化を図ることにする．
また，複雑な段差を持つ模擬不整地での歩行実験を実機にて行うべく，これまで開発してきた歩容生成アルゴリズム全てを統合して，多脚歩行ロボット実機へ実装を行う．模擬不整地を作成し，最終的に，本提案手法の実機での検証実験を行い，得られた結果を取りまとめ成果の発表を行う．
上記と並行して，まず，平面を対象とした歩容パターン生成手法のとりまとめ，投稿論文の執筆を行い成果として発表を行う．
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Research Products
(1 results)
