| Project/Area Number |
23K19084
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0301:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, fluid engineering, thermal engineering, mechanical dynamics, robotics, aerospace engineering, marine and maritime engineering, and related fields
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| Research Institution | Kyushu University (2024)
Hokkaido University (2023) |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2023-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 逆運動学 / 最適化 / ロボット工学 / マニピュレータ / ロボット / 数値計算 |
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| Outline of Research at the Start |
顧客の注文に応じて多様な製品を柔軟に製造するべく，生産工程を動的に組み替えるダイナミックセル生産方式が注目されている．しかし，製造業の主役をなす産業ロボットに対する人力での作業動作の教示は，作業内容が頻繁に変わる当該生産方式におけるボトルネックとなる．本研究では，教示作業の自動化を実現するべく，所望の手先位置・方向を実現するロボットの姿勢の自動計算（逆運動学）の実用的解法を構築する．提案手法では逆運動学問題を，ロボットの動作の最適化問題を通じて順運動学計算のみから間接的に解く．本手法は，当該生産方式実現のための突破口となり，製造業の高度化に貢献できる．
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| Outline of Final Research Achievements |
In this research, a simple inverse kinematics computation strategy has been developed for industrial robots, aiming to reduce the need for manual teaching. By combining an objective function that evaluates the error of the end-effector and an objective function that assesses the motion efficiency of the joints, the inverse kinematics computation problem considering motion efficiency has been formulated as a numerical optimization problem. This problem was solved using a stochastic optimization strategy. The effectiveness of the proposed approach was demonstrated by applying it to redundant manipulators.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
生産現場の高度な自動化を実現するためには，産業ロボットの効率的な運用が不可欠である．特に近年，同一商品の大量生産から，顧客の要望に応じたカスタム商品の短期スパン生産へと産業構造が変化しており，産業ロボットは多様な作業動作に柔軟に対応しなければならない．本研究の提案手法はこれらの課題の解決に貢献できる可能性があり，生産現場の高度化に資することができる．加えて申請者の知る限り，逆運動学問題において，動作効率を考慮した数値計算法はこれまで無い．よって，得られた解の実用性を考慮した逆運動学計算法を提案したという点で，学術的意義を有する．
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