2007 Fiscal Year Annual Research Report
誤差履歴線形和学習制御による超多自由度ロボットの運動制御
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18560243
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岩附 信行 Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 教授 (70193753)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森川 広一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (00282830)
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| Keywords | 超多自由度ロボット / 学習制御 / 器用な機械 / 協調動作 / 知能機械 / ロボットマニピュレータ / 運動学 / 軌道生成 |
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| Research Abstract |
超多自由度ロボットが冗長自由度を活用しつつ所望の出力軌道を獲得できる誤差履歴線形話学習制御を確立するために,将来のタスクに対応する器用さを実現する学習制御について検討するとともに,弾性要素を付与した冗長機構の柔軟性制御を提案し,実験検証を行った.得られた成果は以下のとおりである.
(1)超多自由度ロボットの器用さの解析
現時点のタスクを実現しつつ,将来与えられる任意のタスクの達成能力をも最大化するために,各関節の運動のヤコビ行列の列ベクトルに基づいて,「目標運動の達成支援性」,「各関節の運動可能性」の評価指標を定式化して目的関数とし,目標運動を達成しつつ将来のタスクへの対応性を確保できる機構姿勢を求める最適運動制御則を構築し,多自由度平面直列マニピュレータが障害物を回避しつつ軌道生成する運動制御を実現した.
(2)弾性要素を有する冗長パラレルロボットの試作とその出力剛性分布の理論解析
受動関節にねじりコイルばねを付与した平面1ループ冗長マニピュレータを設計・試作するとともに,その複数の出力点の剛性の分布を求めるために,出力速度方程式,閉回路方程式を連立しつつ弾性エネルギーを最小化する最適化計算を定式化した.
(3)器用さと柔軟性を考慮した誤差履歴線形和学習制御シミュレーション
(1),(2)で提案した,冗長ロボットの器用さと剛性分布の制御則に基づき,誤差履歴線形和学習制御則を用いて,試作弾性冗長平面パラレルロボットの出力節が所望の位置決めを行いつつ,指定した剛性分布を生じさせる運動シミュレーションを行った.
(4)弾性冗長平面パラレルロボットの学習制御実験
試作弾性冗長平面パラレルロボットの出力剛性の精度を実験検証するとともに,ロボット2台で種々の外形の柔軟物体を柔軟把持しつつ搬送する実験に成功し,器用さと柔軟性を発揮しつつ冗長ロボットに軌道生成を実現し,提案した手法の有用性を明らかにした.
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