2021 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 | Chubu University |
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Principal Investigator |
梶田 秀司 中部大学, 工学部, 教授 (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 |
冗長マニピュレータの動力学の解析を，先行研究を踏襲して実施した．その結果，微分逆運動学において，動力学と数学的な意味で整合する一般化逆行列が一意に存在することを明らかにした．さらに，この一般化逆行列の，リーマン多様体上での性質を明らかにした．
双腕ロボットが動的な環境下で，オンラインで障害物を回避しながらマニピュレーションを行う制御フレームワークを構築した．意思決定機構に対応するグラフを分散化して設計し，その上位に新たに統治機構を組み込むことで，ロボット全体の状態遷移グラフをオンラインで構築することに成功した．シミュレーション上で，ロボットが自律的に動く障害物を回避しながら，複数のマニピュレーションタスクを実行可能なものから処理することが可能となった．
子供サイズヒューマノイドロボット実現に向けて、中部大と東工大で独立して設計開発を進めるものとした。中部大学においては、まずBon大学が公開するNimbro OP2XのCADデータをもとに股関節ロール部分を3Dプリンタで出力し、サーボモータ(Dynamixel XM540)を組み込んで動作の評価を行った。Nimbro OP2Xの脚はパラレルリンク構造で剛性を確保できるものの、2足歩行の自由度が大きく制限されるため、標準的なシリアルリンク構造の脚を新たに設計することとした。この構想に基づき簡略版のヒューマノイドのモデルを作成し、Choreonoid上でドア通過の可能性の評価を行った。
東工大においては、動力伝達機構や差動機構に関する調査，試作および評価を実施した．また力センサや慣性計測装置を調達し，動作確認および評価を実施した．ロボットの上半身の第一版の設計を概ね完了し，片腕と胴体部の試作を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
前年度における，新型コロナウイルス感染症対策による約半年間の出校規制に加え，世界的な樹脂や半導体部品等の入手難が生じており，依然としてロボット開発スケジュールが遅延したままとなっている．
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き，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，2022年度前半内での完成を目指す．
制御技術に関しては，開発したマニピュレーション用の制御フレームワークと，二足歩行のための制御器の統合を図る．これにあわせて，制御フレームワークの安定性や安全性に関する解析を実施する．
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