2020 Fiscal Year Research-status Report
特異姿勢を用いたロボットのダイナミック動作における力学と制御
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20K04350
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
浦久保 孝光 神戸大学, システム情報学研究科, 准教授 (10335424)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 機械力学 / 動力学解析 / ロボティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度は、冗長自由度を有する多リンクロボットの押し動作に着目し、その力学解析、シミュレータ開発、実験装置準備を進めた。具体的には、4リンクからなるロボットの跳躍動作、および、水平面内での押し動作を考え、力学解析においては胴体リンクの質量に応じた動的可操作性の変化を調べた。また、シミュレータ開発においては数値最適化による省トルク動作を求めた。さらに、研究協力者の協力の下、実験機の動作確認等、実験の準備を進めた。
力学解析の結果によれば、引っ張り動作においては、エネルギの蓄積と伝達によって特異姿勢付近で大きな力を発生および利用可能であるが、押し動作においては、特異姿勢付近でそのような力の利用は難しいことが分かった。これに伴い、押し動作においては、動的可操作性にもとづいて動作生成することが効率的であると考えられるが、対象とした4リンクロボットにおいても2リンクロボットと同様に、胴体質量が大きい場合、特異姿勢付近のある姿勢において押し出す方向の動的可操作性が最大化することが解析により分かった。これらの解析により、押し動作における特異姿勢付近の力学的性質が明らかになりつつある。ただし、ロボットが接触点（足先）での押しつけ力によって動作中に得る運動量については、各時刻の動的可操作性による評価だけでは明らかではなく、さらに解析を進める必要がある。
4リンクからなるロボットの押し動作に関する力学モデル構築や考察に関しては国内会議において2件の発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2020年度は、多リンクロボットにおける押し動作を中心に研究を進めたが、押し動作と引っ張り動作における特異姿勢付近の力学的性質の違いが明確になった。この結果は、当初より予想していたことであり、研究は順調に進展していると言える。ただし、跳躍動作や押し動作においては、ロボットの接触点（足先）が、押しつけ力発生の結果として、いずれ接触面から離れる。離地のタイミング、離地に至るまでの運動量やエネルギの生成および蓄積に対する解析など、今後の課題の抽出も進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度にオンライン会議が定着したことで、研究協力者との連絡を頻繁に行うことができている。今後もオンラインでの打ち合わせを継続し研究をより推進する。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍によって出張等が行えず旅費の使用がなかった。これに合わせて使用予定のモーションキャプチャーを選定し直し発注した結果、納期が2021年4月となったため、次年度使用額が発生した。
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