2019 Fiscal Year Annual Research Report
Research on Instantaneous High-power Motion Generation by Whole-body Coordination of a Humanoid Robot
| Project/Area Number |
17H00767
|
|---|
| Research Institution | Waseda University |
|---|
Principal Investigator |
高西 淳夫 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50179462)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 裕之 早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), 准教授 (10398927)
橋本 健二 明治大学, 理工学部, 専任准教授 (10449340)
大谷 拓也 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (70777987)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | ロボティクス / ヒューマノイド / 冗長自由度 / 関節剛性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，全身協調による瞬発的な高出力運動生成法の確立，全関節に搭載可能な弾性要素を含む小型高出力関節機構の開発，弾性要素を含めたヒューマノイド自由度構成決定手法の創出の３要素を推進する．
瞬発的な高出力運動生成法として，アクチュエータのみでは発揮できない大出力が必要となった場合において，各関節の弾性体に弾性エネルギーを蓄積し，その後大出力を発揮するという一連の運動生成法を開発した．具体的には，簡易モデルを用いて，脚弾性を考慮して重心の目標運動量・角運動量を実現する重心運動，それを実現するために逆運動学を用いた関節運動，最後に関節弾性を考慮して各関節運動を実現するアクチュエータ運動の順で運動生成を行うことで，弾性を搭載した関節であっても所望の動作を実現することが可能となり，弾性エネルギーを用いることでアクチュエータの発揮出力は低減することができる．提案手法により，腕振りなど全身を用いて沈み込み跳躍を行うことで，全身の慣性力や弾性力を活用した跳躍運動を実現した．
また，弾性を利用した高出力発揮が可能なヒューマノイドの開発に向けて，高負荷時にも弾性変更ができる小型高出力関節機構を開発した．開発した関節機構では，高トルクの発揮が必要な関節に用いる場合に大型化してしまう問題があったため，そのような条件時には4節・5節リンク構造を組み合わせ関節角度に応じて減速比を変化させることで小型化を達成した．
さらに，ヒューマノイドの構成決定のため，跳躍運動を対象に全身の自由度構成を決定した．
|
| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
