2019 Fiscal Year Research-status Report
Basic research on a walking platform for getting and analysis of deep-sea mining sample
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18K04585
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
渡邉 啓介 東海大学, 海洋学部, 准教授 (10297202)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 英之 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00196859)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 水中歩行ロボット / 転倒モーメント / マッドマット / 水槽実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度は、プラットフォームのプロトタイプを水中仕様に改造し、水中での歩行実験を開始するため、センサーとモーター部分の防水について検討し、設計、製作を実施した。そして、防水したプロトタイプを用いて、東海大学清水キャンパスの平面水槽にて、本年度に計画していた水槽内での歩行実験を開始することができた。これまでに、平坦な場所での歩行実験、傾斜の登坂、降坂の歩行実験を行い、タッチセンサー部分とモーター及びギアボックス部分について、設計製作した防水加工装置が機能していることを確認できた。
移動制御方式については、ロボット本体の8本脚シーケンス制御を基本として、事前に地質調査を実施して既知フィールドの所定のパスを追従するケース、未知フィールドを探りながら移動するケース、の違いについて検討を開始した。いずれの場合でも、デッキの傾斜、方位、外界認識のための画像と音響、脚先のタッチ、力覚のセンサー群が必要であり、これらのセンサー情報を統合して制御する必要がある。
また、プラットフォームの実機を想定した概念設計を開始した。潮流が速い場所や潮流の向きによっては、デッキ部分の流体力×脚の長さ（デッキから設置部分まで）の転倒モーメントに加え、デッキを浮揚させる力が発生する。プラットフォームの自重は、掘削反力をサポートできる必要があるがその一方で、移動の際にはなるべく接地荷重が少ないことが望ましい。さらに、デッキの設計に工夫がない場合、最悪のケースとして、上記の転倒モーメントと浮揚力によって接地荷重がゼロ以下になる脚が存在する可能性も排除できないことが推察され、プラットフォーム全体の概念設計において考慮すべき項目を整理した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画通り、モーター駆動部分の水密、タッチセンサー部分の水密加工を終了し、水中歩行実験を成功させた。水中での歩行制御アルゴリズムの検討、最適な移動方法に関する考え方の整理を行った。おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は、本年度完成させた水中仕様のプロトタイプを用いてさらに実験を実施し、実機を想定したプラットフォーム全体像と、新しい課題をを明確にして、本研究の取りまとめを行う。コロナウイルス感染防止のため、大学構内への入構制限、学生の登校禁止が8月まで続くことが現段階で決まっている。そのため、実験を継続することが難しい状況である。
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| Causes of Carryover |
実験装置のモータ・ギアボックスの水密加工製作費について、設計の見直しをはかった結果、当初計画時よりも安価に製作できた。これは、水槽実験の結果、実験装置の劣化が予想よりも大きかったため、消耗部分の改修に使用する予定である。また、水槽実験を開始してから、海底の凹凸を模擬する実験はスケジュールの関係で次年度に実施することにしたため、予定していた消耗品の一部購入を先送りした。
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