2014 Fiscal Year Research-status Report

クライミングロボット及び支援システム

Research Project

Project/Area Number	26420427
Research Institution	Shibaura Institute of Technology
Principal Investigator	島田明芝浦工業大学, デザイン工学部, 教授 (50554218)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords	経路探索 / 経路計画 / 力学的な解析 / 姿勢制御
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、クライミングロボット及び支援システムを開発する研究である。ロボットが災害地での移動や山岳・海岸で岩壁を登ることのできる機能を実現することを目的としている。平成26年度については1）経路探索・経路計画、2）力学的な解析と姿勢制御実験による検証を行う計画を立てた。 1)経路探索・経路計画に関してはKinectセンサを用いて事前に壁を観測し、オフラインで経路計画を行うアルゴリズムを確立した。実際、クライマーはクライミング開始前に壁を観察し、計画を立てる。これはオブザベーションと呼ばれる自然な行動であり、ロボット化においても有効である。但し、開発の初期段階であるため、壁の手足をかける突起部分(以降、ホールドと呼ぶ)は同じ大きさのリング形状に限定し、色も壁の色と対照的なわかり易い色とした。 2)力学的な解析と姿勢制御実験に関しては、手足の四肢のうち、二肢、三肢、四肢のそれぞれを利用できる条件でのロボットの壁上での力学的な平衡条件を導き出した。但し、壁を2次元平面と仮定した単純な環境を仮定しており、実用化のためには3次元化を含む高度化が必要である。一方、姿勢制御実験については、評価手段の検討を行い、力覚センサ及び小型ビジョンセンサの選定・購入までを行ったものの、組み立て及び実施には至らなかった。いずれも初歩的な成果ではあるが、実用クライミングロボットに必要な基盤技術確立の足がかりになると考えられる。また、平成27年度に引き続き行うべき事項が明確になったと考えられる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 項目的には平成26年度に計画した事項に関し、成果が得られたが、いずれも初歩的な条件でのアルゴリズムの確立であり、実用的なレベルには至っていない。また、実験装置の立ち上げが途上にある点でやや遅れていると考える。
Strategy for Future Research Activity	1)経路探索・経路計画機能を発展させるためには、事前の観察による計画だけでなく、ロボットのクライミング中の観察と軌道修正が必要と思われる。その手段と方法について研究を進める。 2)力学的解析に関しても3次元化を図り、また、実験装置の立ち上げと環境整備を年度の初期段階で終わらせ、実質的な実験を開始する。
Causes of Carryover	1)経路探索・経路計画機能を発展させる必要がある。そのためには、事前の観察による計画だけでなく、ロボットによるクライミング中の観察と軌道修正が必要と思われる。その手段と方法について研究を進めるため。 2)力学的解析に関しても3次元化を図り、実際のクライミングに近づける必要がある。 3)実験装置の立ち上げと環境整備を年度の初期段階で終わらせ、実質的な実験を開始する必要があるため。
Expenditure Plan for Carryover Budget	4～5月：上記課題を解決するための調査と具体案の作成、6～9月：1）ロボットによるクライミング中の壁の観測手段の実現と初歩的な観測アルゴリズムの実現、2）力学的解析法の3次元での確立。力センサを用いた解析実験、10～1月：経路探索評価及び力学的評価実験、2～3月：進捗に応じての修正及びまとめ
Remarks	上記HPの「研究内容」下部に関係情報を掲載。