2016 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,次の4点に焦点を当て,研究遂行した.
(a)物体上運動の定式化と行動計画法:脚立などのように，ロボットが物体のみから支えられ運動し，物体のバランスも考慮する必要のある運動（物体上運動）の定式化を行った．ここではロボット・物体の運動方程式，接触制約式の一般的な記述から凸多面体射影理論を利用することで，物体の運動方程式を見かけ上削除する定式化を明かにし，物体操作・移動における動作獲得・行動計画に必要な理論的な性質を明らかにした．具体的には，物体環境間反力を削除し，ロボット自身の式に不等式制約を追加することで物体の制約を表現でき，計測・プログラムの拡張・計算量などの点で有利となることが分かった．前年度まではスケータなどで物体上での運動を扱っていた．本年度では，スケータへの乗り降り，環境に固定されない脚立に地面から乗り上がるといった運動を扱い，実機で動作を実現した．
(b)利用形態変化を含む変節点計測法:物体上運動の定式化において，物体のすべり・傾き・持ち上がりなどの変節点がロボット搭載力覚センサで計測可能であることを示した．応用として，質量特性の分からない脚立の制約推定が可能であり，質量特性および制約条件が未知であっても獲得しながら脚立上り動作が実現できることを示した．
(c)視覚による変節点知覚のための動作並列視覚認識:ロボット搭載視覚センサに基づき，動作実行時に並行して物体認識を行う方法を検討・実装を行った．
(d)着脱型道具利用行動のためのセンサ・足平準備:着脱型道具利用行動のため，足部力センサの検討・試用と足平設計製作を行った．
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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.まずハードウェア設計項目の(d)着脱型道具利用行動のためのセンサ・足平準備に着手し次年度の指針を得られた．視覚を用いた(c)視覚による変節点知覚のための動作並列視覚認識も行うことができた．さらに，(a)物体上運動の定式化と行動計画法と(b)利用形態変化を含む変節点計測法はロボットが道具環境の変化を扱うための一般的な定式化に結びつけられる見通しがつけられ，本年度では物体上運動を扱ったが，次年度以降でこれまで行ってきている物体環境操作の方法を一般化し体系化する方法へ発展させる目処をつけている．
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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,
着脱型道具に利用に関する項目はハードウェア開発をすすめ，
これまで可能になっているロボットの行動は現在実機実証に用いているロボット以外のロボットへの適用性を評価することを通し，本研究の変節点知覚に基づく道具利用行動の体系化を行う．
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