2021 Fiscal Year Annual Research Report
Constraint satisfactory integrated control for multi-legged robots
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19H02108
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| Research Institution | Nanzan University |
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Principal Investigator |
稲垣 伸吉 南山大学, 理工学部, 教授 (80362276)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 知能ロボティクス / 知能機械 / 移動ロボット / 多脚移動 / 分散制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
未整備地域や災害地などにおいて、未知の複雑な環境を柔軟かつ頑健に移動できるロボットが求められている。特に、多脚移動ロボットは同時に接地できる脚数が多いため、複雑な環境でも柔軟に移動でき、かつ数本の脚が欠けても移動し続けられるといった、頑健性を持つと期待されている。本研究では、そのような期待を実現し、かつ実社会で活躍できる多脚移動ロボットを実現するために、歩行制御法を開発すると共に接地点計画と操作系をさらに開発し、実証実験を通してその有用性を検証することを目的とした。
この目的を実現するために、まず、制御の中核となる歩行制御である接地点追従法において、複数の局所適応制御を組み込んだ制約充足型統合制御を開発した。局所適応制御は、各脚における障害物回避や接地回避、自己干渉回避、踏み外し対策などであり、これらは配位空間において重み付き平均により統合され、さらに多脚移動ロボットの安定歩行を制約条件として満たす形で接地点追従法に統合される。また、接地点追従法を脚間の隣接情報の管理手法を拡張することで、耐故障制御だけでなく旋回も含む全方向の移動も実現できるようになり、ロボットの移動能力を大幅に向上させることができた。
次に、多脚移動ロボットの移動能力を最大限引き出すために、人の環境認識・操作能力を活用して操作系とロボット自身が自律的に接地点を算出して移動できる操作系を開発した。これらの操作系は前述の歩行制御における上位処理系に当たり、移動方向の操作だけでなく脚を作業肢として利用するといった、多脚移動ロボットの多自由度性を生かした多様な運動制御も実現でき今後の研究発展が期待できる。
以上の手法はセンサや制御基板を独自に開発すると共に、3Dプリンタを用いて作成されたロボットおよび企業との共同研究により開発された6脚移動ロボットを用いて、不整地における実機実験を通してその有効性が証明された。
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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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