2019 Fiscal Year Annual Research Report
Autonomous Gait Principe for a Free-Climbing Robot with Mechanical Anisotropy and Uncertainty
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18K13721
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
永岡 健司 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60612520)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | フリークライミング / 把持力の力学的異方性 / 自律歩容原理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，フリークライミングロボットの力学的異方性と環境不確定性を内包した自律歩容原理の確立を目的としている．
そのための研究アプローチとして，本年度はフリークライミングロボットにおける実践的な知覚機能および外環境センシングに向けた構成について検討を行い，三次元デプスセンサを用いた対象地形のマクロな幾何形状を三次元ポイントクラウド情報として取得できることを実験的に示した．また，開発した鉤爪グリッパに対する把持性能の力学的異方性を考慮した上で，得られた地形データ中における把持可能領域の抽出アルゴリズムを開発し，シミュレーションおよび実機実験にてその性能を定量的に評価し，有効性を確認した．
さらに，鉤爪グリッパの把持力学特性と到達可能領域，および転倒安定余裕（従来の多脚型ロボットにおける安定余裕を示す支持多角形）に基づいた自律保養制御則を構築し，把持可能領域が離散的に散財したランダムな凹凸傾斜地形において，提案する制御則で自律的な歩容の継続が可能であることを示した．特に，地形の多様性（把持可能領域のランダム性や傾斜，重力環境の異なる環境）に対しては，数値シミュレーションに基づいた比較解析をおこなうことで，提案アルゴリズムで様々な自然地形条件に対する適応性を示すことが確認できた．
本研究の総括を踏まえた今後の課題として，現状の自律歩容制御手法の有効性（あるいは適用範囲）を拡大するためには，鉤爪グリッパの性能向上による把持可能領域の拡大を促進していくことが重要であることを明らかにした．
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