Design and evaluation of feedback control system for large deformable flexible beam mechanism to assist robot locomotion

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K14628
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 岩本 憲泰 信州大学, 学術研究院繊維学系, 助教 (30778816)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 移動ロボット / 大変形柔軟梁

Outline of Annual Research Achievements

今年度はこれまでに考案した制御則がロボット本体の運動を補助可能か調べるための，大変形柔軟梁を搭載したシステムの構築を行った．ロボット本体に当たる部分のために，6自由度の運動を表現可能なロボットアームシステムの改良と4輪の車両型ロボットの構築をそれぞれ行っている．
Denso Wave社のロボットアームVS-068を用いたシステムは，昨年度までPCから手先の位置姿勢を指定するものであったが，新しく逆運動学を解くプログラムを実装したことで，角度指令で制御できるようになった．また，手先に搭載した力センサをロボットアームのコントローラに接続可能な力コンプライアンス機能を導入した．力センサの先に柔軟梁を接続することで，力を計測しながら6自由度の運動を行うロボット本体をロボットアームによって表現できる．
剛体リンク部を車両ロボットとした例を考えるため，アクロバティックな運動が可能な車両ロボットの構築を行った．アクロバティックな動作に耐えられる1/10ロックバギーに制御基板（Jetson Nano）を搭載し，制御基板から前後方向速度とステアリング角を制御できるロボットに改良した．また，4輪のどれかが宙に浮くような動作を考えると，LEDとフォトトランジスタを床に向けて設置するライントレーサでは対応できない．そこで，カメラ画像を基にロボット本体の目標軌道を生成するため，機械学習ベースの車両の制御について調べた．Jetson Nanoに搭載可能なレーシングカー用の機械学習システムJetRacerを導入し，機械学習の一連の学習法について確認した．