2021 Fiscal Year Research-status Report
Development and Application of Robust Motion Planning Platform of Robots with Symbolic-Numeric Computation
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20K11845
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
照井 章 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (80323260)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 計算機代数 / 数式処理 / グレブナー基底 / ロボット工学 / 逆運動学問題 / 限量子消去計算 / 包括的グレブナー基底系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、昨年度に引き続き、3自由度のロボットマニピュレータの逆運動学問題において、与えられた実3次元空間内の座標に対し、その位置へエンドエフェクタを移動させるためのジョイントの配置を求める逆運動学問題の解法に関する研究を中心に行った。
本年度の主な研究内容は以下の通りである。
1) 昨年度の研究で開発を行った、包括的グレブナー基底系 (Comprehensive Groebner Systems; CGS) 計算に基づく限量子消去計算 (Quantifier Elimination; QE) を用いた逆運動学ソルバの実装のより詳細な検証を行った。本年度は、逆運動学ソルバの構築の部分については手動計算による計算の流れを確認し、逆運動学問題を実際に解く部分については研究代表者等の先行研究による既存の逆運動学ソルバとの比較を行った。その結果、逆運動学問題を実際に解く部分については、与えられたエンドエフェクタの位置の実行可能性と、逆運動学問題の解の個数も計算しながら、逆運動学問題の解を実用上十分な精度で効率的に得られることを確かめた。これらの結果を国際会議にて発表した。
2) 包括的グレブナー基底系 (Comprehensive Groebner Systems; CGS) 計算に基づく限量子消去計算 (Quantifier Elimination; QE) において、不等式制約も含めた計算の実装に向けた研究を行った。また、この手法の応用として、マニピュレータの逆運動学問題の解法および初等幾何の定理証明の計算を試みた。包括的グレブナー基底系計算による不等式制約も含めた限量子消去計算は、計算量の面で課題があることを明らかにした。
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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
本年度は、包括的グレブナー基底系に基づく計算に基づく限量子消去計算用いた逆運動学ソルバによる逆運動学計算ソルバの実装の効果を検証したほか、不等式制約も含めた限量子消去計算の実装に向けた研究も進めており、おおむね当初の研究計画に沿う形で研究が進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の主な推進方策は以下の通りである。
1) 本研究で開発中のロボットの逆運動学ソルバについて、より自由度が高い制御系への応用を目指す。
2) 不等式制約も含めた逆運動学ソルバの実装に向け、不等式制約も含めた限量子消去計算を効果的に行うための手法を探索する。
3) 本研究で開発中のロボットの逆運動学ソルバについて、与えられた軌道に対する逆運動学問題の解法などへの拡張を目指す。
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| Causes of Carryover |
本年度は、新型コロナウイルス感染症に伴い、旅費支出を伴う出張が見送られたため、次年度使用額が生じた。この金額については、翌年度以降、新型コロナウイルス感染症の状況の変化によって出張が可能になった場合には旅費として使用する予定で、翌年度分の請求額と併せて本研究計画の遂行に用いる。
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Research Products
(9 results)
