2015 Fiscal Year Annual Research Report
ヒューマノイドにおける道具環境身体利用形態の変節点知覚に基づく行動計画と動作獲得
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26700022
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野沢 峻一 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 特任講師 (80707620)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 知能ロボティックス / ヒューマノイドロボット / 道具環境利用行動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，ヒューマノイドロボットが脚立を運び登る，箒を用意しゴミを掃くような，道具・環境・身体の関係性が変化する行動の計画法・動作獲得法を明らかにすることである．そのため本年度は，a)行動範囲定量化，b)道具搭乗時動作制御器開発，c)視覚センサ活用行動生成，d)触力覚による変節点知覚に基づく動作獲得の４点に焦点を当て，研究遂行した．
a)道具環境利用行動の計画に適用可能な，行動範囲定量化を行った．具体的には，操作する際のロボット・道具・環境の可動域，ロボットの腕部可到達域，足配置と安定性評価を定量化・可視化する方法を開発した．
b)これまで開発してきている立位時バランス制御器を拡張し，スケータ・自転車などの搭乗型道具利用時のバランス制御器を開発した．足先の摩擦を考慮した力分配をすることで，滑りなく踏み込みを行いスケーティング移動可能であることを示した．また，足部だけでなく手先・臀部等が接触する状態を制御器で利用することにより，自転車搭乗時のバランス維持可能であることを示した．
c)ロボットの視覚センサ活用行動生成機能を実装した．これにより，全身逆運動学を拡張し視線制御のため全身関節を駆動し視野獲得行動が可能となった．また視覚センサの特性情報をロボット記述に追加することで，腕部など追加視覚センサを活用する行動生成可能なことをシミュレーション検証を通し示した．
d)触力覚情報に基づき変節点知覚する動作制御機能を開発した．これまでに利用可能となっている分布型・集中型触力覚センサそれぞれについて，未知特性の物体の押し操作・持ち上げ操作を行い，いずれも変節点知覚に基づき特性推定することで物体操作可能なことを示した．またロボット重心位置偏差計測に基づく力覚センサレス知覚機能を実装し，センサを有しない上半身での想定外環境衝突を知覚可能であることを示した．
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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
本年度の研究開発項目は，概ね順調に進展していると考えている．a)行動範囲定量化，b)道具搭乗時動作制御器開発，c)視覚センサ活用行動生成，d)触力覚による変節点知覚に基づく動作獲得などの道具環境利用行動生成制御ソフトウェア開発だけでなく，c)のような視覚センサ利用行動生成を前倒しして遂行できたためである．また，a),c)によりセンサなどロボットのハードウェアを活用した行動生成のための検証ソフトウェアが開発できているため，新規ハードウェアのロボットへの搭載は検証を進めＨ２８年度以降に検証・ヒューマノイドロボットの行動への適用に取り組む．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も概ね各年度予定した項目に基づき，研究を遂行していく．
推進方策の変更点としては，センサ利用行動のソフトウェアをＨ２７年度で前倒しし開発し，センサ利用行動の定量化を可能なようにした．これにより，新規搭載ハードウェアの検証が容易になったと考えており，Ｈ２８年度以降でセンサ・機構のハードウェア利用項目に適宜時間をさき，道具環境利用行動への適用を行っていく．
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| Remarks |
本研究では研究成果を論文発表だけでなく，ロボットの動作行動制御ソフトウェア群もオープンソースソフトウェアとして公開している．(1)-(4)はロボットの実時間動作・行動制御のため，および視覚認識系との統合を行うための基盤ソフトウェア群である．(5)はそれらを利用した，実際の道具環境利用行動プログラム群である．(3)以外は所属研究室の，(3)は産業技術総合研究所が開発するリポジトリを利用している．
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