2022 Fiscal Year Annual Research Report

Real-time motion generation based on Spatially Quantized Dynamics and Riemanian metric

Research Project

Project/Area Number	20H02124
Research Institution	Chubu University
Principal Investigator	梶田秀司中部大学, 理工学部, 教授 (90356767)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	三平満司東京工業大学, 工学院, 教授 (00196338) 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) 伊吹竜也明治大学, 理工学部, 専任講師 (30725023)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	ヒューマノイドロボット / 2足歩行ロボット / 制御理論
Outline of Annual Research Achievements	昨年度実施した冗長マニピュレータの解析について，さらなる発展が得られた．冗長マニピュレータの運動学をリーマン多様体上で定式化すると，リーマン沈め込みと呼ばれるクラスの写像となる．このとき，対応する逆写像が特異点を除いたところで一意に存在し，それが局所的に重み付き擬似逆行列と一致することを明らかにした．次に，ある重み付き擬似逆行列を選択したとき，対応するリーマン計量が配位空間に備わることを示した．リーマン計量が与えられたリーマン多様体上では，配位空間上の勾配は単なる偏微分ではなくなる．冗長マニピュレータにおける優先度付き逆運動学のアルゴリズムを対象に，この事実を議論し，評価関数の整合性を保つためのアルゴリズムの修正法を提案した．子供サイズヒューマノイドロボット実現に向けて、中部大と東工大で並行して設計開発を進めた。中部大においては、標準的な関節軸構成を持った12軸の２足歩行ロボットを3Dプリンタベースで開発し、スクワット動作などの基本的な動作が行えることを確認した。東工大においては、各腕7自由度，胸部1自由度を有する人型ロボットの上半身を開発した．新規でギアボックスを設計し，市販のアクチュエーターユニット複数台を組み合わせることで，可搬重量を増加させた．また，リンク機構を取り入れることで，手首関節の3軸直交と慣性モーメントの低減化を図っている．また，下腿部および大腿部を試作した．さらに，現状のセンサやアクチュエータの通信ネットワーク構成の評価を行い，その遅延低減策とイーサネットを利用した別構成案を検討した．
Research Progress Status	令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和4年度が最終年度であるため、記入しない。