2016 Fiscal Year Annual Research Report
Walking control of humanoid robots based on a loose soil model
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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 | 二足歩行 / 軟弱地面 / ヒューマノイドロボット |
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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した．前年度までに軟弱地面における安定性指標や（直進の）歩行安定化手法などの成果を得たものの，旋回歩行には依然困難があった．平成28年度は以下2点の成果を得て軟弱地面上の旋回を含む歩行を安定化し，より自由な軟弱地面歩行を可能とした．
1. バイアスを加えた着地位置変更と一時的な逆旋回による姿勢の復元：旋回時には突発的で大きな外乱要素（軟弱地面の不均一な沈下や接地圧分布の偏り，足底のスリップに伴う滑り沈下など）が顕著となる．これまでに開発した安定性指標と着地位置修正を拡張し，指標が緊急的な閾値を超えたとき修正量を一定量追加する（バイアスを加える）ことでより大きく踏み出しを得る．また，一様な旋回を継続すると重心や接地反力中心が内側に偏り，地面の不均一な沈下を増長させて転倒に至る．多数の実験データから，その兆候をあらわす指標として接地反力中心の目標位置からの誤差の累積値を見出した．この指標が閾値を超えたときに逆方向の旋回動作を挿入することで機体の傾斜復元を図る．これらの機能を加え，旋回時でも転倒耐性の高い歩行安定化戦略を構築した．
2. 小型ヒューマノイドロボットによる軟弱地面旋回歩行実験：1. で構築し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旋回歩行実験を行った．数十歩におよぶ旋回歩行を転倒することなく完了し，その過程では逆旋回により機体傾斜が復元され，従来高頻度で転倒していた状況を克服した．また，運動状態が大きく変化する歩行開始時も，着地位置修正バイアスの効果により初期の直立静止状態（の傾斜）の影響を受けにくくなり，1. で構築した制御系が旋回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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Research Products
(3 results)
