2018 Fiscal Year Research-status Report

Ball sport partner robot using human anticipation skill

Research Project

Project/Area Number	18K18087
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	西川鋭東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (50761144)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	知能機械 / ヒューマンロボットインタラクション / 予測 / スポーツ / 人模擬
Outline of Annual Research Achievements	本年度は主に人並み以上の運動性能を持つロボットの開発に取り組んだ。このロボットは肩先7自由度と人に近い自由度を備えており人と似た形状を併せ持っている。また、ロボットの運動生成法についても研究を進めた。・球技スポーツロボットとしてバドミントンロボットアームの開発を行った。球技を行うに当たって高加速度・高速度でスイングができ、かつシャトルを正確に打撃できるように、アクチュエータの開発をまず行った。空気圧ケーブルシリンダとダイレクトドライブの直動モータを組み合わせることで空電ハイブリッドアクチュエータを構築した。さらに、それを肩から先の7自由度のロボットアームに組み込み、シャトル打ちの正確性が空気圧のみのものよりも向上することを示した。7自由度アームは構造一体型空気圧ケーブルシリンダを用いた肘から先の4自由度のプロトタイプアームを拡張したものである。・スイング動作の生成法として、あらかじめ行ったスイングから適切なスイングを選択という形でシャトルを打ち返すことは4自由度のプロトタイプアームで成功していた。ただし、これでは事前に行いうる全てのパターンを用意する必要があるという問題があった。そこで、多様なスイングを行えるように、ダイナミクスの学習に基づく最適制御での運動生成法を提案した。エアシリンダを特定時間の位置・速度を合わせるように動かすことで提案手法で空気圧システムの運動生成を行えることを確認した。・卓球ロボットでラリーを続けるために重要と考えられる異なる回転のボールを返球するための高速スイング動作とその効果について調査し、高速なスイングが回転の効果を緩和することを確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究課題はロボットの開発とそれの対人動作生成から成るが、既にバドミントンロボットアームを開発でき、その運動生成法についても検討が進んでいることから、順調に研究が進んでいると言える。
Strategy for Future Research Activity	人と似た運動特徴や予測機能について検討するために人の計測を行う。これらを開発したロボットに組み込んで対人の動作を実現する。
Causes of Carryover	今年度はロボット開発を優先的に行ったため、今年度分の被験者実験用の費用を次年度使用額に回した。この額は被験者謝金等の被験者実験関連費用として使用する計画である。