2018 Fiscal Year Research-status Report
Design and evaluation of feedback control system for large deformable flexible beam mechanism to assist robot locomotion
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17K14628
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
岩本 憲泰 信州大学, 学術研究院繊維学系, 助教 (30778816)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 大変形柔軟梁 / 移動ロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H30年度の計画ではモデル予測制御により本研究の目的を達成することを目指していた．しかし，接触状態か非接触状態かを予測器にゆだねてしまうと十分な力学シミュレーションをマイステップ毎に実行しなければならない．本問題を回避するため，尻尾の軌道を複数用意し，各軌道によってロボット本体の位置姿勢が変化するかを計算することとした．また予測時にロボット本体が接触状態とするか非接触状態とするかはロボットの現在の状態によってある程度推測するものとした．このような手法で，ロボット本体のサポートとしてどの軌道が良いか求めるためには大規模な並列計算機が必要である．そこで，mac mini 23台，合計で92個のCPUを用いた並列計算用クラスタの構築を行った．
本研究の検証実験の前段階として，ロボットアームの手先に力センサを取り付け，Novint社のFalconをマスタとしたマスタ・スレーブシステムの構築を行った．しかし，力センサから計算機，計算機からロボットアームまでの通信に時間がかかっており，リアルタイム性が現状で不十分であることが判明した．本システムは次年度改善する．さらに，もう一つの検証用の実験装置として1/10バギーに大変形柔軟梁を搭載することで尻尾を有する移動ロボットの開発を行った．
1軸回転可能なモジュールを螺旋状に連結した機構を柔軟梁の周囲に配置することで，柔軟梁の変形を妨げない機構について特許出願を行った．当初本機構の開発を目指していたが，モジュールの連結部にわずかなガタが生じてしまい，計算で求まる螺旋の形状とは異なることがわかった．本機構を柔軟梁の形状予測として利用することを考え，本螺旋状機構の形状を推定する手法を検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
申請時の計画よりもエフォートがかなり低くなり，並列計算用クラスタの構築に時間がかかったため．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は実験システムを完成させるため，ロボットアームの制御システムのリアルタイム性を改善し，並列計算用クラスタをロボットの制御システムの一部として利用可能なよう改良を行う．構築した並列計算用クラスタと車両型ロボットを組合せ，当初の目標である接触状態も考慮したロボット本体をサポートする大変形柔軟梁の制御手法を試す．また，最終的な目標として1/10バギーと大変形柔軟梁を用いた尻尾を有する移動ロボットの制御を目指す．
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