2015 Fiscal Year Research-status Report
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26540135
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
杉原 知道 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70422409)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 知能ロボティクス / 二足歩行 / 行動遷移 / 運動制御 / 人型ロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、(1)単位行動レパートリー拡張、(2)行動間メトリック定義、(3)複数単位行動群の構造配置を課題とし、さらに当初計画の(4)行動系列の自動生成を目指した。
(1)については、未知物体操作のための脚腕協調運動、段状路面の昇降歩行、飛び石状の足場歩行、手摺りや壁面との3次元的接触を伴う運動、狭隘空間を通過するための匍匐運動等の生成に取り組んだ。これらのうち物体操作と匍匐運動は完了していない。前者は物体の機械的拘束が未知であっても動的に特性を予測・修正するアルゴリズムをさらに洗練する必要がある。また後者は、計算方法の大枠は出来たものの、運動の失敗確率が無視できない程度にあるため、運動の成否条件を明確にする必要がある。その他は良い結果が得られた。
(2)については、成果発表にはまだ至れていないが、ある運動/行動が遂行可能か否かは、環境側の制約（具体的には足の踏み出しが可能な領域の分布や腕部により全身支持できる環境内ハンドルの存在）が一つの鍵になり、単位行動間の相対関係にもこれが介在することが分かってきた。
(3)は、発見の域を出ないが、やはり環境側の制約条件によって配置が変わる/配置を変えるべきであるという知見が得られた。
(4)については着手できていない。未だ、ロボットのおかれた環境を人が認識し、手動で行動系列を決定している。しかし、人がどのように行動系列を決定しているかを客観的に考察するプロセスを取り入れ、数学的な翻訳を試みることを始めている。
上記の通り、本研究課題においては環境情報が重要な意味を持つことが分かってきた。そこで(1)～(4)とは別に、ロボットの視野情報から環境の探索と経路誘導を同時に効率的に行うアルゴリズムを開発した。
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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
上記のように、(1)についてはほぼ計画通りに動作レパートリーを拡張できている。環境とのより複雑な接触や力の授受を必要とする運動を扱う過程で、行動遷移における環境の重要性が明確になってきた。これにより、当初想定していた(2)や(3)の進め方を再考することになったが、これは寧ろ歓迎すべきことである。
そこで、当初計画になかった、ロボットの視野情報から環境の探索と経路誘導の同時遂行を課題に含め、開発を行うことができた。ただしこれは一般的な移動ロボットを対象とした枠組であり、人型ロボットの運動制御と組み合わせるには至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、行動遷移地図の自己獲得を課題として残している。取り掛かりとして、これまで作成してきた多様な運動制御器を用いて、複数のシナリオを遂行する。その際、利用した運動制御器の接続関係をグラフ化する。現在と同様に人が手動で行動系列を決定し、その契機となった事象を明文化する。それに基づいて、事象とそれによる行動遷移の数理モデルを作成する。
同時に、今利用できる運動制御器では遂行できない、ないし遂行効率が低い部分シナリオを見出し、必要となる単位行動を実現するための運動制御器を追加開発する。上記の行動遷移モデルを適用し、同運動制御器が適切に自動配置され、シナリオ全体の遂行効率が向上することを確認する。
環境の扱いが重要である。視覚センサを用いた環境の探索と経路誘導の同時遂行アルゴリズムをさらに発展させ、人型ロボットの運動制御と組み合わせた自律的行動システムの開発を目指す。
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| Causes of Carryover |
ロボット用の力センサを購入する予定であったが、研究の展開を鑑み、外界センサの購入に充てる方が適当であると判断した。現在市場に出ているものよりも高機能な製品が次年度発売されることが分かったため、使用を保留することにした。
また、学術講演会等での成果発表の多くを次年度に持ち越したため、相対的に旅費・講演会参加費が低く抑えられた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
高性能な外界センサ（3次元測距センサ）を購入する。また、対外的な成果発表を行う。センサの価格によっては予算に余裕が生じるので、その場合は当初予定していた力センサを購入する。
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