2018 Fiscal Year Annual Research Report
Realtime Simulator-Based Development of Master-Slave Bipedal Robot Controller
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16K14185
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
菊植 亮 広島大学, 工学研究科, 教授 (90362326)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 二足歩行ロボット / 実時間シミュレーション / マスタスレーブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2018年度は前年度までの技術を発展させ，操作性の向上や，外乱や不整地への対応のための技術開発に注力した．これにより，下記の成果を得た．
* 両足接地状態において操縦者から片足を上げる指令が与えられたとき，ロボットは重心を移動させたあとに片足を上げる必要がある．前年度までの手法ではこの一連の動作に時間を要した．2018年度にはロボットを両足支持状態から片足支持状態へ遷移させる際に，目標ZMPを一時的に逆方向へ振ってから重心を移動するアルゴリズムを実装した．これによって状態遷移の所要時間が短くなり，操作性が向上した．
* 外乱に対する頑健性を高めるために，ロボット本体の重心位置と加速度から算出したZMPと床反力中心位置の差を，梶田らの予見制御則（2003）にフィードバックして目標ZMPを補正する手法を構築した．
* 二足歩行ロボットは重心高さを一定に保ちながら歩行することが望まれるが，重心高さを一定に保ったままでは階段を下る際などに遊脚を地面に届くまで下げられないことがある．この問題を解決するために，片足支持期に目標重心高さを上下させるアルゴリズムを実装した．これにより，斜面の傾きや段差の高さなどの事前情報なしに，階段やスロープの昇り降りができるようになった．
* 前年度までの手法では，足の一部が障害物に乗り上げて傾いた状態でもう一方の足を上げると，バランスを崩すことがあった．適切なモード分けによって参照重心位置を決定することによって，このような場合にもバランスを崩さずに片足支持に移行できるようにする手法を構築した．
* シミュレータ内のロボットに腕をとりつけ，自律動作とマスタスレーブ操縦を混合させた半自動立ち上がり手法を構築した．本手法における立ち上がりは反動に頼らないため静的な状態を保ちながら任意の速度での立ち上がりを実現することができる．
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