2015 Fiscal Year Research-status Report
軟弱地面モデルに基づくヒューマノイドロボットの歩行制御
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26730135
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小水内 俊介 北海道大学, 情報科学研究科, 助教 (40708004)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ヒューマノイドロボット / 軟弱地面 / 二足歩行 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，二足歩行ロボットが砂のような軟弱地面上で転倒することなく歩行を継続するための歩行安定化技術を開発する．この技術開発を安全かつ効率的に実施するために，小型ヒューマノイドロボットを用いて砂上における歩行実験を行う．
平成27年度は以下の2点について研究を推進した．
①軟弱地面における歩行安定化戦略および制御系の構築：従来制御による砂上歩行実験を通して転倒の兆候をあらわす指標を見出した．体幹位置コンプライアンス制御における重心位置修正量の変化はその代表であり，それに応じて遊脚の踏み出し量を調節することで足の着地位置を変更し，機体姿勢を復元する歩行安定化戦略を構築した．これは単純な比例計算ではなく，転倒の兆候の履歴を考慮して調節量を決定することで，一歩程度の短期間だけでなく長期的に安定な歩行が可能となる．
②小型ヒューマノイドロボットによる軟弱地面歩行実験：「次の一歩の動作を変更可能な歩行動作生成手法」と「体幹位置コンプライアンス制御」に，①で構築した「足の着地位置制御」を組み合わせた歩行制御系を実装し，小型ヒューマノイドロボットによる砂上歩行実験を行った．数十歩におよぶ歩行を転倒することなく完了し，その過程では転倒の兆候に応じて足の着地位置が変化することで機体の進行が不規則に変化する適応的な挙動を示した．また，運動状態が大きく変化する歩行開始や停止も安定に達成しており，①で構築した制御系が歩行全体にわたり効果的であることが示された．
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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
平成27年度の課題であった「④軟弱地面における歩行安定化戦略および制御系の構築」について実効性のある成果が得られた．
④の戦略上．「③足の沈下量および滑り量のオンライン推定法の開発」が不要となったため，その開発は保留している．
さらに，平成28年度の課題である「⑤人間サイズのヒューマノイドロボットによる軟弱地面歩行実験」に関して，小型ヒューマノイドロボットでの実験に成功しており，全体的な達成度はおおむね順調と言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り，今後も「④軟弱地面における歩行安定化戦略および制御系の構築」を継続し，小型ヒューマノイドロボットによって検証実験を行う．
その過程で必要となれば，内界センサによる「③足の沈下量および滑り量のオンライン推定法の開発」も行う．
また，現段階で小型ヒューマノイドロボットで成功している制御法を用いて「⑤人間サイズのヒューマノイドロボットによる軟弱地面歩行実験」を行う．
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| Causes of Carryover |
小型ヒューマノイドロボットの足部センサユニットがバージョン更新のため一時供給停止となり，当該年度での調達ができなかった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
同足部センサユニットの調達にあてる．
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