2020 Fiscal Year Annual Research Report
Hyper-redundant control of cord-like mechanical systems with flexion and extension degrees of freedom in complicated terrain
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18K04011
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
田中 基康 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (50633442)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有泉 亮 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (30775143)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ヘビ型ロボット / 索状ロボット / 冗長性 / 伸縮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
伸縮に起因する冗長性の利用法に関しては，特異姿勢回避について検討を進め，車輪前方のリンク伸縮を無効化することで特異姿勢回避が可能であることを明らかにした．さらに，シグモイド関数を用いて伸縮量を制限する方法を提案し，シミュレーションにて有効性を確認した．この成果は国際論文誌に採録が決定している．
３次元環境への拡張については，環境を段差とした場合について伸縮自由度を活用することで特異姿勢回避と段差昇降を両立させる制御手法を提案し，シミュレーションにて有効性を確認した．成果は国内学会にて発表を行った．また，ヘビ型ロボットのうねり運動を利用した，円柱表面にしがみついた状態での昇降運動について考察した．これは，伸縮可能なヘビ型ロボットでは体軸方向の張力を制御できることから実行可能と予想される運動である．まず，昇降運動を実現するため，滑らかな曲面上での経路計画法を考案し，次に力学的な考察を行った．力学的考察から，運動が実現可能であるための必要条件のいくつかを導き出した．ヘビ型ロボットで円柱を昇降する場合，従来はらせん捻転運動と呼ばれる運動を利用していたが，らせん捻転は生物のヘビが用いる運動と全く異なる．一方で，本研究で考察した運動はより生物のヘビに近い運動である．力学的考察から得られた必要条件は生物ヘビの運動の観測結果とも合致しており，学術的に興味深い．またこの運動が完成すれば，ヘビ型ロボットの腹部のみを円柱に接触させて円柱を昇降する運動となるため背面に様々なセンサを搭載可能となり，実用的にも有益である．以上のように，生物の運動知能の考察についても成果があった．
実機検証については，新型コロナウイルス感染症の流行による影響により，実機開発に大きな影響が生じた．最終的に実機の開発は完了したが，実機を用いた実験は残項目となった．
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