2018 Fiscal Year Annual Research Report
New horizon in dynamics theory for anthropomorphic systems towards interaction-oriented motion synthesis
| Project/Area Number |
17H00768
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
吉田 英一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究部門付 (30358329)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉安 祐介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10712234)
遠藤 維 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (40599073)
鮎澤 光 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (60649086)
今村 由芽子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (60760436)
Kheddar Abder 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 客員研究員 (90572082)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | ディジタルヒューマンモデル / モーションシンセシス / 動力学解析 / 最適化 / 人間動作解析 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
剛体の運動を、位置・姿勢および速度・加速度を含む形で包括的に表現する１８次元多様体（ＣＭＴＭ）を応用することで、ロボットの微分運動学における重要な課題であった、ヤコビ行列の時間微分の高速計算法を開発した。この計算法を応用することにより、未来の運動軌道を予測して速度・加速度に関しても最適化可能な、実用的なモーションシンセシスのアルゴリズムを開発した。開発した手法を、プログラム言語C++を用いて実装し、障害物が存在する環境で、多自由度マニピュレータが環境と接触せずに動作する軌道の最適化に適用した。これまでの手法では制約の多さから計算量の面から難しかった、実際の運動に対してほぼ実時間での動作軌道の最適化が可能であることを示した。さらに、一方、運動最適化の枠組みを応用して、人型ロボットの力学パラメータ同定のための動作生成、これを発展させた重心・運動量の実時間推定を行う手法を構築した。これに加え、従来の動作最適化手法では、対象パラメータが多数のため困難であった、足の踏み替えを含む人動作リターゲティングなどの実用的な問題に応用した。特に、ＣＭＴＭの導入により、動的な安定化規範であり加速度が含まれるZMP (Zero Moment Point) を評価指標に含めて最適化のための微分を実施することが可能となったことが大きく貢献している。これらの手法を、等身大のヒューマノイドロボットの動的な動作に適用して実験を行い、手法の有効性を検証した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ヤコビ行列の時間微分の高速計算法を開発し、軌道最適化のプログラムとして実装するとともに、ヒューマノイドロボットを用いてその有効性を確認することができ、これらの成果を論文誌や国際会議で報告した。以上から、計画通り順調に研究が進展していると判断する。
|
| Strategy for Future Research Activity |
実問題に対して、ロボットを用いた実験により手法の有効性を検証することができた。今後は、外界とのインタラクションも含めた動作に手法を拡張し、同様に実験的に検証していく。
|
Research Products
(5 results)
