2020 Fiscal Year Research-status Report
電力パケット伝送ネットワークに基づくロボット運動の創発と制御に関する研究
| Project/Area Number |
20K14732
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
持山 志宇 京都大学, 工学研究科, 助教 (20867866)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 電力パケット / 二足歩行ロボット |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は主として2足歩行ロボットを対象とし, ロボットのアクチュエータに対するパルス型の給電による歩容生成の実現が可能であることを数値計算により明らかにした. ここで, 給電は歩行周期のうち蹴り出しの瞬間のみに集中して入力される. また, その入力はフィードフォワード的に決定される. 本方式は, 脚の軌道を精密にセンシングしフィードバック制御することを必ずしも必要としないという点で, 実用上の利点が大きい. また, パルス入力の個数やその各アクチュエータへの配分等の変化に対する歩容の変化についても調べ, 歩幅や歩行周期が異なるなど多様な歩容が生成できることが明らかとなった. この結果は, 給電について個数単位というデジタル的な制御を行うことで, 環境変化などに対して柔軟に対応するための歩容制御を行える可能性があることを示した. ここで, 本結果におけるパルス型の給電は, 電力パケットを単位とする電力ルーティングによる実現を意図して設計されている. 具体的には, 電源側で電力パルスに電圧波形によるタグ付けを行ったうえでルータへと伝送し, ルータがタグに従って指定されたアクチュエータへと電力を分配し供給する. その意味で本結果は, 電力と情報の統合を運動制御において実現するための重要な指針となる.
また, 上記モーションコントロールの将来の実機実装に向けた回路システムの検討として, 電力への情報のタグ付けとそれに基づく伝送が産業用途レベルの定格で行えることを実験により示した. これは従来低定格における原理検証にとどまっていた電力パケット伝送システムが本課題で対象とするようなロボット等に適用可能であることを示しており, 次年度以降の検討のハードウェア的基盤となる結果である.
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の検討において, 以下の当初目標を達成した.
- 電力パケットによる二足歩行ロボットの駆動可能性の検証
- 電力パケットによるパルス入力の変化に対する歩容の変化の調査
- 実機実装に向けたハードウェア開発
これらの結果により, 次年度計画であるパターン生成回路の開発およびその後の実機実装に関する指針を得ており, 今後の研究を計画どおり推進できる.
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでの実績をもとに, 複数の電力パケットルータから成るネットワークにおいて， 電力の集中と分散に基づく歩行制御のためのパターン生成システムを開発する. 具体的には, 生体におけるパルスを介した情報伝達・処理の仕組みを参考に, 電力パケットを単位としたエネルギーと情報の同時処理を可能とするネットワークの構造, およびその構成要素である各ルータの動作指針について検討を行う.
|
| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響で出張がキャンセルとなり, 旅費支出が無くなったこと, および論文出版費を別予算で支出できたことにより, 次年度使用額が生じた. これらは, 次年度計画している実験的検討のための設備拡充にあてる予定である.
|
