2021 Fiscal Year Annual Research Report
テレコピーロボットにおける群挙動の安定化制御と世界規模の実証実験
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18H03763
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
三好 孝典 長岡技術科学大学, 技術経営研究科, 教授 (10345952)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内山 直樹 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10273327)
今村 孝 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (10422809)
上 泰 明石工業高等専門学校, 電気情報工学科, 准教授 (20413809)
石橋 豊 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40252308)
小山 慎哉 函館工業高等専門学校, 生産システム工学科, 准教授 (50435385)
兼重 明宏 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70224615)
大場 譲 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (80455104)
河合 康典 石川工業高等専門学校, 電気工学科, 准教授 (90413765)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 遠隔制御 / バイラテラル制御 / マルチラテラル制御 / むだ時間制御 / 安定性解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マスターである人間の運動や力覚を遠隔地において忠実に再現するロボットをテレコピーロボットと定義する．本研究では，インターネットなどの通信遅延を有する環境において，テレコピーロボットによって自分自身があたかも遠隔地で運動しているかのような，あるいは遠隔地に存在する他人があたかも目前で運動しているかのようなシステムを構築するとともに，そこで生じる力と運動の相互作用「力学的ハウリング」の発振の問題と解決理論を明らかにする．さらに，国際間の遠隔制御実験を通じて解決理論の妥当性を検証するとともに，テレコピーロボットを具現化する．当該理論は，近未来において力覚・運動などの身体拡張ロボティクスをインターネットを介して実装させる際に，必ず必要になる理論・技術である．
最終年度であるR3(2021)年度は，当初申請通り，遠隔地間での力学的ハウリングを抑制し，かつトランスペアレンシーを実現する制御アルゴリズムソフトウェアを6台のコピーロボットに実装した．これにより，3ヶ所でのマスター・テレコピーロボットの遠隔実験が可能となり，ハードウェア・ソフトウェアに関する主な開発は完了した．
さらに，3ヶ所におけるマルチラテラル遠隔シミュレーションにおいても，マスター・テレコピー間での力を一致させるようにテレコピーが適用して運動することを確認し，提案する制御手法が不使用の場合に比べて安定性を向上させることも確認できた．
加えて遠隔地2ヶ所におけるバイラテラル遠隔制御実験を5Gのクラウド環境を用いて実施し，制御アルゴリズムが正常に機能することを確認した．遠隔地3ヶ所における制御実験も実施したが，まだ安定的な動作は実現できていない．トポロジーの複雑さが増すにつれ，ロボットの運動の非線形性（ロボット間のせん断力や床面との摩擦力など）が，シミュレーションと実現象で大きく異なってくることが原因と考えられる．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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