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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Acquition of Perception Action Control Systems on Environment-Adaptive Mobile Manipulation Robot with Multi-body Transformer Mechanism

Research Project

Project/Area Number 20H00226
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

稲葉 雅幸  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (50184726)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小島 邦生  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 講師 (50839131)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywordsヒューマノイド / トランスフォームロボット / モジュラーロボット / 飛行変形ロボット / 水陸両用ロボット / 合体分離マルチロボット / ツール交換多機能ロボット / 多態変形推進操作機能
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,一台のロボットが異なる環境を移動し作業できるようにその形態を変形する多態の身体構造を備えるトランスフォームロボットを実機検証を行いその構成法を示すことを目的とし,最終年度の本年度は,計画に基づいて以下の項目を行った.
(A) バネ内蔵のポゴピンにより電力信号線を接続可変とする基板をロボット機構接続要素サイズで実装し,磁石と弾性構造を併用する脱着機構に組み込むことで全てのロボット機構要素を脱着可能とできる仕組みを実現した.(B) 脱着可能な2脚,4脚,6脚,全方位4輪等の交換可能身体モジュールを実現し,交換時の身体構造の自動認識,自己身体モデルの更新機能を実現した.(C) 接続要素モジュール基板に搭載の角速度・加速度センサチップと70mm以降の近距離からのRGBD画像を生成するヘッド視覚モジュールにより,作業時の揺動推定,体勢維持制御が可能なシステムを実現した.(D) 道具機能の脱着機能として,2指グリッパと交換可能なドライバビット回転道具モジュールを実現し,認識行動操縦制御を行った.(E) サイズの異なる脱着モジュールにより構成したロボットアームにより,より小型の脱着モジュールから構成される全身行動脱着ロボットの下半身各種移動機能モジュールを交換できるシステムや,手先のグリッパや道具をロボット自身の動作で交換できるシステムを構成した.
総合実験として,温度制御により液化固化を制御できるパラフィン浴槽へロボットを浸すことで防水機能も脱着可能な実験環境を実装し,水がたまった環境でのネジ締め道具操作を行う移動作業ロボット実験を実現し,接続モジュールに対する要素間・要素内部・要素表面の接続可変機能により多態推進操作機構を備えた水陸両用などの環境適応移動作業ロボットを構成できることを示し博士論文としてまとめられた.

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] バイロータ飛行ユニットを用いた飛行ヒューマノイドロボットによる空中物体運搬操作の実現2024

    • Author(s)
      安斎智紀,岡田慧,稲葉雅幸
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌

      Volume: 42 Pages: to appear

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of the Assembling System for Structure Transformable Humanoid with Attach-Lock-Detachable Magnetic Coupling2024

    • Author(s)
      Tasuku Makabe, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • Journal Title

      Proceedings of The 2024 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2024)

      Volume: ICRA2024 Pages: to appear

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design of Morphable StateNet Based on Pseudo-Generalization of Standing Up Motions for Humanoid with Variable Body Structure2024

    • Author(s)
      Tasuku Makabe, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • Journal Title

      Proceedings of The 2024 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2024)

      Volume: ICRA2024 Pages: to appear

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of the Whole-body Waterproof Shell Applying and Removing System Using Phase-Change Paraffin and Grease for the Multi-DOF Robot2023

    • Author(s)
      Tasuku Makabe, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • Journal Title

      Proceedings of The 2023 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems

      Volume: IROS2023 Pages: 10125-10132

    • DOI

      10.1109/IROS55552.2023.10341470

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Online Estimation of Self-Body Deflection With Various Sensor Data Based on Directional Statistics2023

    • Author(s)
      Hiroya Sato, Kento Kawaharazuka, Tasuku Makabe, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • Journal Title

      Proceedings of the 2023 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)

      Volume: SII2023 Pages: 101-108

    • DOI

      10.1109/SII55687.2023.10039450

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design and Control of a Small Humanoid Equipped With Flight Unit and Wheels for Multimodal Locomotion2023

    • Author(s)
      Kazuki Sugihara, Moju Zhao, Takuzumi Nishio, Tasuku Makabe, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • Journal Title

      IEEE Robotics and Automation Letters

      Volume: 8 Pages: 5608-5615

    • DOI

      10.1109/LRA.2023.3297065

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reference-Free Learning Bipedal Motor Skills via Assistive Force Curricula2023

    • Author(s)
      Fan Shi, Yuta Kojio, Tasuku Makabe, Tomoki Anzai, Kunio Kojima, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • Journal Title

      Robotics Research

      Volume: 27 Pages: 304-320

    • DOI

      10.1007/978-3-031-25555-7_21

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 開放駆動状態切り替え可能なウォームギア減速機構を有する小型多種ロボット構成キットサーボモジュールの開発と応用,2023

    • Author(s)
      真壁 佑, 姫野 智弥, 岡田 慧, 稲葉 雅幸:
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'23 講演論文集
  • [Presentation] 足部車輪機構を備えた飛行ヒューマノイドによる複数形態移動と空中動作実現,2023

    • Author(s)
      杉原 和輝, 趙 漠居, 西尾 卓純, 真壁 佑, 岡田 慧, 稲葉 雅幸
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'23 講演論文集

URL: 

Published: 2024-12-25  

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