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等身大ヒューマノイド全身接触を駆使する身体物体タスク一体計画制御適応組織システム

Research Project

Project/Area Number 22KJ0642
Project/Area Number (Other) 21J21612 (2021-2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022)
Section国内
Review Section Basic Section 61050:Intelligent robotics-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

平岡 直樹  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsヒューマノイド
Outline of Research at the Start

ロボットがありのままの人の活動環境で様々な作業を行うためには、人間と同様の形状をした等身大ヒューマノイドロボットが、人間と同様に全身を用いて環境・物体・自己身体との接触を駆使して身体支持や物体操作を行う必要がある。その場その場で要求や対象物が変わっていく人の活動環境で現実のヒューマノイドロボットが認識に基づき自律的・適応的に身体・物体・タスクの操作を一体に計画・制御するためのソフトウェアの知能の構造を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

等身大ヒューマノイドが人間の生活環境の物体を操作するためには、等身大ヒューマノイドが人間のように、二足歩行動作に加えて、足以外の身体部位を用いた身体支持や手以外の身体部位を用いた物体操作、すなわち多点接触動作を行うことが求められる。そのためには、全身動作制御研究、物体マニピュレーション研究、タスクプランニング研究の分野を横断し身体・物体・タスクの操作を一体に計画・制御することが必要である。令和5年度は、令和4年度までに取り組んだ二足歩行動作と多点接触動作と双腕マニピュレーションの認識・計画・制御を統合して、未知環境において視触覚認識を用いてロボット‐物体‐環境間の接触拘束に基づいて身体・物体・タスクの操作を実時間で階層的に制御することが可能な、作業目標レベルから全身運動制御レベルまでをモデル予測制御の枠組みで統一的に扱う全身ロコマニピュレーションシステムの構成法を明らかにした。そして、その実時間計画のボトルネックとなっていたヒューマノイドのグローバル全身軌道計画において、幾何拘束や干渉回避の厳しいコンフィギュレーション空間を高速に探索することが可能なサンプリングベース計画アルゴリズムを開発し、国際学会誌へ1件の発表を行った。また、共著で国内学会誌への発表1件と国内学会発表2件、国際学会発表5件を行い、うち国際学会発表1件で受賞した。令和6年度は研究成果を博士論文にまとめ学位取得を目指す予定である.

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results)

  • [Journal Article] Sampling-based Global Path Planning using Convex Polytope Approximation for Narrow Collision-free Space of Humanoid2024

    • Author(s)
      Hiraoka Naoki、Ishida Hirokazu、Hiraoka Takuma、Kojima Kunio、Okada Kei、Inaba Masayuki
    • Journal Title

      International Journal of Humanoid Robotics

      Volume: - Issue: 06

    • DOI

      10.1142/s0219843624500051

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 高応答性を備え多様なロボットの扱いを可能とするハードウェア抽象化デバイス制御プラットフォーム開発2024

    • Author(s)
      三木 章寛, 永松 祐弥, 板東 正祐, 河原塚 健人, 利光 泰徳, 平岡 直樹, 岡田 慧, 稲葉 雅幸
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌

      Volume: -

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Whole-body torque control without joint position control using vibration-suppressed friction compensation for bipedal locomotion of gear-driven torque sensorless humanoid2023

    • Author(s)
      Takuma Hiraoka, Shimpei Sato, Naoki Hiraoka, Kunio Kojima, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • Organizer
      2023 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 8544--8550, 2023.
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Humanoid Walking System with CNN-based Uneven Terrain Recognition and Landing Control with Swing-leg Velocity Constraints2023

    • Author(s)
      Shimpei Sato, Kunio Kojima, Naoki Hiraoka, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • Organizer
      2023 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 10382--10389, 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a Whole-body Work Imitation Learning System by a Biped and Bi-armed Humanoid2023

    • Author(s)
      Yutaro Matsuura, Kento Kawaharazuka, Naoki Hiraoka, Kunio Kojima, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • Organizer
      2023 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 10374--10381, 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fault Mitigation and Fault Tolerant Humanoid System against Contact Impact2023

    • Author(s)
      Takuma Hiraoka, Shimpei Sato, Naoki Hiraoka, Akihiro Miki, Kunio Kojima, Kei Okada, Masayuki Inaba, Koji Kawasaki
    • Organizer
      Intelligent Autonomous Systems 18, 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] HumanMimic: Learning Natural Locomotion and Transitions for Humanoid Robot via Wasserstein Adversarial Imitation2023

    • Author(s)
      Annan Tang, Takuma Hiraoka, Naoki Hiraoka, Fan Shi, Kento Kawaharazuka, Kunio Kojima, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • Organizer
      2024 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 信頼可能な動作計画のための問題空間能動的被覆による可解性指向初期軌道ライブラリ生成法2023

    • Author(s)
      石田寛和, 平岡直樹, 岡田 慧, 稲葉 雅幸
    • Organizer
      第41回日本ロボット学会学術講演会講演論文集, 3J2-03, 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Learning Straight Leg Walking Skills for Life-Size Humanoid Robots Through Imitating Human Demonstrations2023

    • Author(s)
      唐 安南, 平岡 拓真, 平岡 直樹, 小島 邦生, 岡田 慧, 稲葉 雅幸
    • Organizer
      第41回日本ロボット学会学術講演会講演論文集, 3K1-03, 2023.
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Reactive whole-body humanoid system integrating vision-based footstep modification and teleoperation-based object manipulation2022

    • Author(s)
      Naoki Hiraoka
    • Organizer
      Tutorial on Challenge-driven Learning of Humanoid Robot Control in Virtual Environments. International Conference on Humanoid Robotics (HUMANOIDS) 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a Multi-fingered Hand with a Multi-step Locking Mechanism for Carrying Heavy Objects by a Humanoid Robot2022

    • Author(s)
      Yutaro Matsuura, Naoki Hiraoka, Kunio Kojima, Iori Yanokura, Hiroki Yoshioka, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • Organizer
      in Proceedings of the 2022 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots, pp.794-800, 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design and Development for Humanoid-Vehicle Transformer Platform with Plastic Resin Structure and Distributed Redundant Sensors2022

    • Author(s)
      Tasuku Makabe, Naoki Hiraoka, Shintaro Noda, Tomoki Anzai, Kohei Kimura, Mirai Hattori, Hiroya Sato, Fumihito Sugai, Yohei Kakiuchi, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • Organizer
      in Proceedings of The 2022 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp.8526-8532, 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大出力ヒューマノイドロボットによる重量物運搬作業のための多段階ロック機構を持つ多指ハンドの開発2022

    • Author(s)
      松浦祐太郎, 平岡直樹, 小島邦生, 吉岡滉起, 矢野倉伊織, 岡田慧, 稲葉雅幸
    • Organizer
      第40回日本ロボット学会学術講演会講演論文集, 2E1-06, 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒューマノイドロボットの接触状態推定のための頑強性と柔軟性を備えた磁気式接触センサの開発2022

    • Author(s)
      小島邦生, 國田錬, 平岡直樹, 真壁佑, 吉岡滉起, 松浦祐太郎, 佐藤新平, 村上恵太郎, 小椎尾侑多, 菅井文仁, 岡田慧, 稲葉雅幸
    • Organizer
      第40回日本ロボット学会学術講演会講演論文集, 2E1-07, 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒューマノイド操縦用外骨格型デバイスにおける腕の冗長自由度に対応した前腕力覚提示機構の開発2022

    • Author(s)
      吉岡滉起, 平岡直樹, 松浦祐太郎, 小島邦生, 岡田慧, 稲葉雅幸
    • Organizer
      第40回日本ロボット学会学術講演会講演論文集, 2E1-08, 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 軸駆動,腱駆動,台車型,既製品を含む多様なロボットを扱うためのハードウェア抽象化デバイス制御プラットフォーム開発2022

    • Author(s)
      三木 章寛, 坂東 正祐, 永松 祐弥, 河原塚 健人, 利光 泰徳, 平岡 直樹, 岡田 慧, 稲葉 雅幸
    • Organizer
      第23回SICEシステムインテグレーション部門講演会講演概要集, 3A2-E16, 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 多種ロボットの扱いと高応答性を両立したハードウェア抽象化デバイス制御プラットフォーム開発2022

    • Author(s)
      三木 章寛, 坂東 正祐, 永松 祐弥, 河原塚 健人, 利光 泰徳, 平岡 直樹, 岡田 慧, 稲葉 雅幸
    • Organizer
      第28回ロボティクスシンポジア予稿集, pp.239--240, 2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Design and Development for Humanoid-Vehicle Transformer Platform with Plastic Resin Structure and Distributed Redundant Sensors2022

    • Author(s)
      Tasuku Makabe, Naoki Hiraoka, Shintaro Noda, Tomoki Anzai, Kohei Kimura, Mirai Hattori, Hiroya Sato, Fumihito Sugai, Yohei Kakiuchi, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • Organizer
      2022 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2021-05-27   Modified: 2024-12-25  

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