背骨関節を有する4足ロボットによるギャロップ走行の実現

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20500185
• Research Institution: Tokyo Polytechnic University
• Principal Investigator: 池田 貴幸 Tokyo Polytechnic University, 工学部, 講師 (40323795)
• Keywords: ロボット / 走行制御

Research Abstract

本研究の目的は背骨関節を有する4足ロボットを開発し、歩行及び走行の実現させることである。ロボットを小さくしていくと制御周期を小さくする必要があると考えられるので、歩行及び走行制御を実現するためには高速で処理できる制御装置を開発する必要がある。そこで本年度ではCPUよりも高速で動作するFPGAを制御系に用いてロボットの制御を行うことを目指した。また、ロボットの機構設計をCADで行い、モーター駆動系の耐久性や効率などを実験に検討し、本体の設計をさらに進め、実際に製作をし、ジャンプモーションを実現をした。この実験により、製作したロボットが走行できる性能を持っていることが確認できた。さらに理論面では我々が提案している可変拘束制御をまとめ、FPGAを制御系に実装が可能なようにソフトウェアを製作した。さらに、制御パラメータと機構パラメータを同時に最適化する問題についても検討した。2足、4足ロボットでは多脚接触状態が存在し、これまでの研究で扱ってきた単脚接触の走行よりも、床面-ロボットの系がパラレル構造となり構造解析や制御解析がさらに難しくなることや、多脚接触状態では、重心の運動を決定しても各足底に作用する力の分布をかえることができるなどの単脚接触の場合ではできないことがアクチュエータの冗長度により可能となることが解析により分ってきた。