2017 Fiscal Year Research-status Report
衝突の離散事象を伴う技巧的動作における非ホロノミック系に基づいた相互作用の創発
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16K06166
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| Research Institution | Nanzan University |
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Principal Investigator |
中島 明 南山大学, 理工学部, 准教授 (70377836)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | 多指ハンドロボット / 非ホロノミック系 / 拘束の切り替え / 劣駆動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1つ目の研究成果として，多指ハンドによる転がり拘束の非ホロノミック性を用いた把持物体の操り制御方法において，多指ハンドにおける配位座標の制限を考慮した運動計画法を導出した．多指ハンドは多関節マニピュレータの一種であり，関節構造によりその可動範囲は異なる．その構造を一般化した表現として接触座標の制限として取り込むことで，統一的な運動計画法を考案した．昨年からの改善として，運動計画法において数値計算により求める必要がある転がり運動のパラメータに関して，関節構造による計算精度の改善，および求解速度の向上を達成した．
2つ目としては，関節構造の一部が非駆動である，いわゆる劣駆動機械系の一種であるアクロボットに関して，異なる平衡状態の間を統一的に遷移する制御手法を導出した．アクロボットは体操選手の鉄棒競技をモデル化したものであり，鉄棒を掴む手が非駆動関節，腰の動きが駆動関節に対応している．制御問題で扱われる2重倒立振子の一種であるが，非駆動関節が根元側にあるため，非常に制御が難しく，4つの異なる平衡状態を持ち，平衡点近傍において動的に異なる振る舞いと可制御性を有する．本研究では，それらモードの切り替えである遷移制御を実現するため，非線形最適制御により統一的なコントローラを導出することにより実現した．さらに，得られた結果を実験機に適用することにより，パラメータ誤差，外乱によるロバスト性の実証も行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
非ホロノミック性として，転がり拘束に加えて劣駆動系におけるモードの切り替えを統一的に制御する手法を開発するなどの成果を得ている．今後は平衡状態のモードのような連続的な切り替えではなく，主題である接触の確立・離脱（衝突）を含む系に対する制御手法を開発していく．
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| Strategy for Future Research Activity |
衝突現象を伴う技巧的動作に対する非ホロノミック系としての制御則の開発を推し進めていく．衝突現象を伴う技巧的動作の具体例として，卓球におけるボールの打ち上げ・打ち返し，多指ハンドに把持・操り系における持ち替え動作（接触点の確立・離脱）などを扱い，モデルの可制御構造の解析を行うことで，制御系設計のさらなる推進を図っていく．
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| Causes of Carryover |
H29年度は，当初の予定通り，高速計測が可能なモーションキャプチャーシステムを購入し，またその計算処理用のPCを購入した．当該年度として研究に必要な機材が問題なく購入できたため，残額については，より効率的な利用のため次年度へ繰り越すこととした．
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Research Products
(3 results)
