2019 Fiscal Year Annual Research Report
Optimization of Ground Adaptability in Adaptive Crawler Robot Focusing on Compliance
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17K06278
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
奥川 雅之 愛知工業大学, 工学部, 教授 (50290747)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
衣笠 哲也 岡山理科大学, 工学部, 教授 (20321474)
大金 一二 新潟工科大学, 工学部, 准教授 (70255230)
木村 哲也 長岡技術科学大学, 技術経営研究科, 准教授 (70273802)
大坪 義一 近畿大学, 理工学部, 准教授 (90257973)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 移動ロボット / 不整地走破 / 対地適応性 / 環境適応 / コンプライアンス / ダイナミクス / 標準試験法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ロボットが凹凸路面や階段をスムーズに踏破する性能である対地適応性を有するためには，多くの機構自由度を必要とし，その制御には操縦者の熟練や適切な制御則が要求される．本研究では，サブクローラを有するクローラロボットの障害物踏破シーケンスに注目し，サブクローラ回転ジョイントのコンプライアンスが対地適応性に大きな影響を与えていることを見出した．また，サブクローラを有するクローラロボットにおいて，生物が有する優れたリアルタイム環境適応能力(移動知)を発現させる要因として，機構（サブクローラ回転ジョイント）のダイナミクスにあるとの考えに至った．
具体的な研究成果として，サブクローラを有する移動ロボットの不整地走破時における力学的な動作原理を詳細に考察することにより，クローラロボットの対地適応性に影響を与える因子を明確にするとともに，それらが3つのモーメント（自重モーメント，推進モーメント，サブクローラ回転モーメント）に帰着され， 走行路面の障害とのインタラクションを解明することで，スムーズな障害走破への影響を説明することができるとの仮説を示した．さらに，我々の仮説に対して，サブクローラ部回転ジョイントの回転運動に関するコンプライアンス制御系設計手法を確立するとともに，実際に小型模型ロボットに対して，サブクローラ部回転ジョイントダイナミクスのコンプライアンス(固有振動数)を調整可能な規範モデルを用いて制御系設計し，小型模型ロボットに実装した．ロボットが障害接触時に生じる障害壁面接触力を測定することにより，サブクローラ部回転ジョイントダイナミクスのコンプライアンスの違いによって異なることを示すことで仮説を検証することができた．
今後は，サブクローラ回転ジョイント駆動系に対して可変コンプライアンス制御系を実装することにより，種々の走破／踏破環境に対するリアルタイム環境適応能力の発現を目指す．
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