Adaptive Behavior Generation for 3D Snake Robots in Complex Environments

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K04380
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Kamegawa Tetsushi 岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 准教授 (80432623)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ヘビ型ロボット / 形状ベースコンプライアンス制御 / 環境適応

Outline of Final Research Achievements

Shape-based compliance control was applied to a snake robot performing a helicoidal rolling motion in a pipe. The parameters used for the shape-based compliance control were explored by a snake robot built in a simulator using a particle swarm optimization algorithm. In addition, it was demonstrated that the robot can locally adapt to both pipe diameters when the pipe diameter changes by adapting the shape of the head side and the tail side separately in an actual experiment. In addition, as special environments and conditions for applications of snake robots, we analyzed the impact force of a fall from a high place, generated motion in dense piping, and studied the setting of CPG parameters when moving on a soft floor.

Free Research Field

ロボット工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細長い構造であるヘビ型ロボットは狭隘地や複雑な構造物に進入して探索をするロボットとしての応用が期待される．本研究の目的は，ヘビ型ロボットを移動させるためのモーションを事前計画するだけでなく，ロボットと環境との力学的相互作用の中で適切に生成することである．環境との接触を積極的に利用して推進するヘビ型ロボットが実現されれば，本来期待されている用途でのヘビ型ロボットの実用化が加速する．本研究では３次元運動が可能なヘビ型ロボットのすべてのリンクに全周の圧力を測定するためのセンサを搭載し，このセンサ情報を利用した局所的アドミッタンス制御により適応的に環境を走破するヘビ型ロボットを実現することができた．