2009 Fiscal Year Annual Research Report
多重時空間スケールで適応する多自由度ロボットのノンストップ運動計画
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21300078
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
吉田 英一 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 知能システム研究部門, 連携研究体長 (30358329)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原田 研介 独立行政法人産業技術総合研究所, 知能システム研究部門, 主任研究員 (50294533)
金広 文男 独立行政法人産業技術総合研究所, 知能システム研究部門, 主任研究員 (70356806)
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| Keywords | 知能ロボティックス / モーションプランニング / 多自由度ロボット |
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| Research Abstract |
平成21年度は、ケーススタディを通じて、多自由度ロボットシステムの時空間における微視的・巨視的特性に関する解析と、ノンストップ運動計画のためのデータ構造の考察を行った。まず空間的適応手法では、多自由度ロボットの支配・詳細自由度間の対応関係を解析した。多自由度ロボットとして、手首に冗長自由度を追加した持つヒューマノイドの歩行と上半身動作を同時に行う全身運動計画を例にこの解析を行った。ここでは、ヒューマノイドの足の着地位置列の計画を、足に接続された仮想的なリンクで結ばれた冗長マニピュレータの計画とみなし、一般化逆運動学を適用して全身運動を導出する方法を構築した。作業の目標とする腕の先端部の目的位置が支配自由度に相当し、またリンクでモデル化した歩行動作が詳細自由度に相当する。歩行動作を明示的に操作せずに、支配自由度による作業を設定することで、歩行まで含めたロボットの動作計画を行うことができた。さらに、歩行中の自己干渉などの制約を考慮して実行可能な動作を導出する方法を構築した。また、時間的な適応手法については、環境変化に応じて巨視的な時間スケールで逐次的に適用できる手法として、計画した経路に最適化手法を適用して時間軸を付与し、柔軟に変形する手法をモデル化した。階層ロードマップについてはそのデータ構造について考察し、ロードマップのノードに階層構造を持たせることで,巨視的な支配自由度と微視的な詳細自由度を対応付けるデータ構造の仕様を定義し、このような構造に適用可能なロードマップを用いて運動計画と必要に応じた軌道変形を行うソフトウェアのプロトタイプを構成した。結果の一部をHumanoids 2009で発表し、Best paper award finalistを受賞した。
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