| Project/Area Number |
20K04377
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
関本 昌紘 富山大学, 学術研究部工学系, 講師 (40454516)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | ロボティクス / 多関節ロボット / 運動制御 / リーマン幾何学 / 低減速比関節 / ロボットアーム |
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| Outline of Research at the Start |
人や物との接触を柔軟に行うため，ロボットアームの関節駆動部ギアを1～20に低減速比化した場合，動作アームの慣性モーメントの影響増加により運動方程式の非線形性が強くなり，制御が難しくなる．また，出力できる制御トルクは小さくなる．本研究の目的は，この非線形運動の制約制御問題に対し，リーマン多様体上の測地線の速度台形則への着眼から，各リンク慣性を効果的に協調させる低減速比ロボットの簡易動作生成法を確立することである．
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| Outline of Annual Research Achievements |
人や物との接触を柔軟に行うため，ロボットアームの関節駆動部ギアを低減速比化した場合，動作アームの慣性モーメントの影響増加により運動方程式の非線形性が強くなり，出力できる制御トルクが小さくなる．本研究の目的は，この非線形運動の制約制御問題に対し，リーマン多様体上の測地線の速度台形則への着眼から，慣性を効果的に用いた簡易動作生成法を確立することである．本年度の研究実績を以下に示す．
１．リーマン多様体上で表現できるロボットアームの動作クラスに関して，これまでに得た知見から再整理した．
２．慣性を効果的に用いるロボットアームの動作生成基盤として，配位多様体の余接束上のハミルトン方程式に着目した．多関節系の配位空間は微分可能多様体となり，その余接束は運動量に対応する．この余接束を外微分することで非退化・閉形式の微分２形式が定まり，関節座標と運動量（相空間）からなるシンプレクティック多様体上の曲線として，ロボットアームの運動が表せる．重力ポテンシャルエネルギーがゼロであるとき，シンプレクティック多様体上のハミルトン・ベクトル場に沿った曲線はハミルトンの正準運動方程式，すなわち，ロボットアームの慣性運動を示す．リーマン多様体のほかに，シンプレクティック多様体が慣性を効果的に用いるロボットアームの動作生成のための基盤となり得ることを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルス感染症対応にかかる追加業務や研究資材の調達見直しにより，計画が全体的に押しているため．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画に沿って推進する．具体的には，測地線速度台形則による関節軌道計画法の構築，低次の時間関数に近似する簡易動作生成法の構築，実験検証を行う．
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