2020 Fiscal Year Annual Research Report
Real-time motion generation based on Spatially Quantized Dynamics and Riemanian metric
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20H02124
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
梶田 秀司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 上級主任研究員 (90356767)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金子 健二 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 上級主任研究員 (10356800)
阪口 健 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (80357095)
三平 満司 東京工業大学, 工学院, 教授 (00196338)
伊吹 竜也 明治大学, 理工学部, 専任講師 (30725023)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ヒューマノイドロボット / 2足歩行ロボット / 制御理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで直進歩行に限定されていた空間量子化ダイナミクスに基づく2足歩行制御について、自由な曲線歩行のための空間歩行パターンの生成を行うプログラムをMatlab上で開発した。次に微分動的計画法(DDP)にもとづく時間軸方向の動的歩行パターン生成アルゴリズムを改良し、曲線歩行のための歩行パターンを安定して生成できるようにした。生成された歩行パターンに基づく曲線上の動的歩行をChoreonoidで実現するため、直線歩行に特化していた安定化制御アルゴリズムを、曲線歩行に拡張したコントローラを開発した。これによりChoreonoidの動力学シミュレーション上でヒューマノイドロボットHRP-2改を用いて膝を完全に進展した一歩50㎝の大股な曲線歩行が行えることを確認した。
子供サイズヒューマノイドロボット実現に向けて、市販アクチュエータ（Dynamixel）とオープンソースソフトウェア（ROBOTIS Framework)を用いて、基礎的な動作試験を実施し、所望の性能が得られることを確認した。その上でロボット実現に必要な部品類と周辺装置の調達を進めた。試作ロボットのための要素部品として、Bon大学が公開するNinbro OP2Xの設計データをもとに、ヘリカル平歯車を3Dプリンタで製作し、適切に動作することを確認した。さらに、任意モジュールと歯数をもつヘリカル平歯車を生成できる技術を確立した。
リーマン幾何学を用いた制御技術については、関連論文を精査し、理論的な検討と再現実装を進めた。さらに、現在未解決の問題点とその原因を把握した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルス感染拡大により、産総研においてテレワークが推奨されたため、当初計画していたHRP-2改によるドア通過歩行実験を行うことができなくなった。
また東工大においても、約半年間に渡る出校規制を受けて、実験・開発環境の整備に遅れが生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は子供サイズヒューマノイドロボットのハードウェア開発を最優先に進める。また、このロボットに関する歩行シミュレーションをChoreonoid上で実現する。
制御技術については、ロボットの冗長性に注目し、数理的な視点からロボットのタスク実行可能性と最適性の評価を行う。
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