2018 Fiscal Year Research-status Report
Control of Variable Stiffness Tendon Arm with Stereo Camera in 3D Space for Human Friendly Robots
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17K06491
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
駒田 諭 三重大学, 工学研究科, 教授 (10215387)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢代 大祐 三重大学, 工学研究科, 助教 (60607323)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 筋骨格 / 腱駆動 / 剛性 / 視覚 / 非線形バネ / 制御 / ロボットアーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
軽量なアームとするためには出力重量比の大きいアクチュエータが必要であるが、その一つとして超音波モータがある。しかし、飽和等の非線形性があり高性能化が難しい。そこで、超音波モータをバネを有する検駆動アームに適用して、そのアームに対する力制御手法を開発した。
腱の数が冗長な腱駆動アームの制御で用いる座標変換に対して、腱の張力が飽和した際の対応手法を開発した。ここでは、ヤコビ行列の疑似逆ヤコビ行列を用いて変換された張力が飽和していた場合、飽和した部分を取り除いたヤコビ行列の逆行列を用いて算出された張力で張力を補正する。本手法の有効性を腱駆動アームの制御で示した。
ビジュアルサーボに関しては、カメラでとらえられる範囲を広げるためのカメラの動作の考慮を行った。本手法は人間の空間知覚に関連している視空間から極空間への簡易な変換を経由して腱を制御しており、複数の空間で複数のセンサ情報を用いた制御を提案している。ここでは、広範囲でのビジュアルサーボを実現するために、ステレオカメラをアクチュエータで回転できるようにする。さらに、カメラの回転に対応した座標変換に変更することで、アームの作業範囲が拡大することを示した。
軽量化された3関節腱駆動アーム実験装置を実現するために、非線形バネを用いた3関節腱駆動アームの設計と製作を行った。制御のためには座標変換が必要なため、制作したアームの運動学を求め、制御プログラムに実装し、実験を行った。
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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
新たな実験装置を制作し、実験を行うことができた。ビジュアルサーボにおいてもカメラの向きを変更できるような制御手法に拡張できた。さらに、研究成果を雑誌論文に掲載するとともに、多くの国際会議や国内大会で発表した。以上の成果によって順調に進んでいると判定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ビジュアルサーボに関しては実験による効果の確認、新しいアームを用いた提案手法の実装と結果検証を行う。
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| Causes of Carryover |
ロボットアームの制作を行ったが、自身で設計を行い、加工は大学の施設を利用するなどして出費を抑えたため。
ビジュアルサーボの装置が故障したため、機器の購入に充てて使用する。
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Research Products
(13 results)
