• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Dynamic Robot Motion Control Method Dexterously Utilizing Elastic, Inertial, and Gravitational Energies

Research Project

Project/Area Number 24680021
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Research Field Perception information processing/Intelligent robotics
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

MIZUUCHI Ikuo  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60359651)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥27,690,000 (Direct Cost: ¥21,300,000、Indirect Cost: ¥6,390,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2012: ¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Keywordsロボット / 動的動作 / 弾性活用 / エネルギフロー / 動作実現 / 力学的エネルギ / 物理的弾性 / 感覚運動系 / 筋骨格型ロボット / 動的運動
Outline of Final Research Achievements

The results of the research includes (1) feedback excitation control method by which total mechanical energy of a system is increased as much as possible, (2) analysis of the flow of mechanical energies of articulated links, (3) proposal of "time-reversal integral" method and generating a control input sequence based on the method, which realizes an instantaneous very high speed of the end-tip, (4) muscle arrangement determination method for maximizing the integral of force to the center of mass, (5) proposal of concept of "compressor-embedded pneumatic robot", and design and development of several prototype pneumatic-muscle-driven whole-body robots based on the concept, and so on.
Before starting this project, we were not sure if we would be able to achieve the goal. We are very happy to be able to propose a core theory and confirm the theory with simulations and experiments.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (50 results)

All 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (42 results) (of which Invited: 4 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] End-Tip Speed Maximization for Noncyclic Swing Motion Based on Time Reversal Integral in Multiple-Joint Robots2015

    • Author(s)
      Takatoshi Hondo
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation

      Volume: なし

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ロボットリンク間干渉力の巧みな活用による対象部位の瞬間的な高エネルギ状態創出の力学的原理の解明 -平面3リンクロボットでの解明-2015

    • Author(s)
      朝岡 忠, 水内 郁夫
    • Journal Title

      第20回ロボティクスシンポジア予稿集

      Volume: なし Pages: 571-578

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Developing a Super-Small High-Pressure Compressor and a Regenerative Air Pressure System for High Efficiency of Self-Contained Pneumatic Robots2014

    • Author(s)
      Shouhei Kumakura, Ikuo Mizuuchi
    • Journal Title

      Proceedings of The 9th JFPS International Symposium on Fluid Power

      Volume: なし Pages: 305-310

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Integration of Artificial Neural Networks and Linear Systems for the Output Feedback Control of Nonlinear Vibration Systems2014

    • Author(s)
      Javier Francisco Guerrero Razuri, David Sundgren, Ikuo Mizuuchi, Antonio Moran, Rahim Rahmani
    • Journal Title

      Proceedings of The 33rd Chinese Control Conference

      Volume: なし Pages: 1850-1855

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Kinetic Energy Maximization on Elastic Joint Robots Based on Feedback Excitation Control and Excitation Limit Hypersurface2013

    • Author(s)
      Takatoshi Hondo, Ikuo Mizuuchi
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 25 Pages: 347-354

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design Approach of Biologically-Inspired Musculoskeletal Humanoids2013

    • Author(s)
      Yuto Nakanishi, Shigeki Ohta, Takuma Shirai, Yuki Asano, Toyotaka Kozuki, Yuriko Kakehashi, Hironori Mizoguchi, Tomoko Kurotobi, Yotaro Motegi, Kazuhiro Sasabuchi, Junichi Urata, Kei Okada, Ikuo Mizuuchi and Masayuki Inaba
    • Journal Title

      International Journal of Advanced Robotic Systems

      Volume: Vol.10 Issue: 4 Pages: 1-13

    • DOI

      10.5772/55443

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 直列弾性関節ロボットにおける重力を考慮した時間反転積分法を用いた3次元投擲運動計画2014

    • Author(s)
      本堂 貴敏, 水内 郁夫
    • Organizer
      第32回日本ロボット学会学術講演会講演論文集, RSJ2014AC1Q3-08
    • Place of Presentation
      九州産業大学
    • Year and Date
      2014-09-04 – 2014-09-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ロボットリンク間干渉力の活用による対象部位の瞬間的な高エネルギ状態遷移の実機実験2014

    • Author(s)
      朝岡 忠, 水内 郁夫
    • Organizer
      第32回日本ロボット学会学術講演会講演論文集, RSJ2014AC1B3-07
    • Place of Presentation
      九州産業大学
    • Year and Date
      2014-09-04 – 2014-09-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 直接教示によるロボット動作修正を通した修正言語獲得法2014

    • Author(s)
      鈴木 駿介, 水内 郁夫
    • Organizer
      第32回日本ロボット学会学術講演会講演論文集, RSJ2014AC2H2-02
    • Place of Presentation
      九州産業大学
    • Year and Date
      2014-09-04 – 2014-09-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 人間の主観的プロセスを再現する試みと可能性2014

    • Author(s)
      水内 郁夫
    • Organizer
      2014年度日本認知科学会サマースクール (若手研究者プレゼンテーション)
    • Place of Presentation
      箱根湯本富士屋ホテル
    • Year and Date
      2014-09-01 – 2014-09-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Human-Inspired Robot Design of Hardware and Software2014

    • Author(s)
      Ikuo Mizuuchi
    • Organizer
      Seminar at Italian Institute of Technology
    • Place of Presentation
      ジェノヴァ(イタリア)
    • Year and Date
      2014-07-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 弾性・リンク運動エネルギ増加条件の導入による時間反転積分法の直列弾性関節ロボットへの拡張法2014

    • Author(s)
      本堂 貴敏, 水内 郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2014講演論文集, 3P2-I04
    • Place of Presentation
      富山市総合体育館
    • Year and Date
      2014-05-26 – 2014-05-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 運動指令とロボットリンク間におけるエネルギ伝達との関係の状態行動価値関数に基づく解析2014

    • Author(s)
      朝岡 忠, 水内 郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2014講演論文集, 1P2-Q05
    • Place of Presentation
      富山市総合体育館
    • Year and Date
      2014-05-26 – 2014-05-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 高圧コンプレッサと空気圧回生システムを搭載した自立型空気圧駆動ロボットBIRDLEG の開発と跳躍動作実現2014

    • Author(s)
      熊倉 翔平, 水内 郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2014講演論文集, 2A2-P03
    • Place of Presentation
      富山市総合体育館
    • Year and Date
      2014-05-26 – 2014-05-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 空気圧駆動筋骨格ヒューマノイドによる弾性を活用した跳躍動作のための足裏反力制御2014

    • Author(s)
      恒岡 佑哉, 水内 郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2014講演論文集, 1A1-C06
    • Place of Presentation
      富山市総合体育館
    • Year and Date
      2014-05-26 – 2014-05-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 運動連鎖の活用による効率の良いエネルギ伝達を目的とした ロボット運動パターン生成2014

    • Author(s)
      朝岡 忠, 水内 郁夫
    • Organizer
      第19回ロボティクスシンポジア予稿集
    • Place of Presentation
      有馬グランドホテル(兵庫県神戸市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Design and Modal Analysis of Feedback Excitation Control System for Vertical Series Elastic Manipulator2013

    • Author(s)
      Takatoshi Hondo, Ikuo Mizuuchi
    • Organizer
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
    • Place of Presentation
      Tokyo Big Sight (Tokyo, Japan)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Robot Motion Evaluation of a Musculoskeletal Robot by Simulation in Terms of Energy Flow in the Kinetic Chain2013

    • Author(s)
      Tadashi Asaoka, Ikuo Mizuuchi
    • Organizer
      IEEE International Conference on Mechatronics and Automation
    • Place of Presentation
      Kagawa International Conference Hall (Takamatsu, Japan)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Musculoskeletal Humanoids: Human-Inspired Design of Hardware and Software2013

    • Author(s)
      Ikuo Mizuuchi
    • Organizer
      10th Latin American Robotics Symposium (X LARS) (IEEE-RAS)
    • Place of Presentation
      Arequipa, Peru
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Biologically-inspired musculoskeletal humanoids2013

    • Author(s)
      Ikuo Mizuuchi
    • Organizer
      International Summer School on Humanoid Soccer Robots 2013
    • Place of Presentation
      Bonn, Germany
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 時間反転積分法と終端状態最適化に基づく多関節投擲運動における制御入力計画法2013

    • Author(s)
      本堂 貴敏, 水内 郁夫
    • Organizer
      第31回日本ロボット学会学術講演会講演論文集
    • Place of Presentation
      首都大学東京 南大沢キャンパス (東京都八王子市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒューマノイド操縦の主観的評価を用いて生成した評価関数の運動学習における有効性の検証2013

    • Author(s)
      鈴木 駿介, 湯本 裕矢, 水内 郁夫
    • Organizer
      第31回日本ロボット学会学術講演会講演論文集
    • Place of Presentation
      首都大学東京 南大沢キャンパス (東京都八王子市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 多関節筋を有する空気圧駆動筋骨格ヒューマノイドの二値弁を用いた関節角度制御システム2013

    • Author(s)
      恒岡 佑哉, 水内 郁夫
    • Organizer
      第31回日本ロボット学会学術講演会講演論文集
    • Place of Presentation
      首都大学東京 南大沢キャンパス (東京都八王子市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 重力・弾性ポテンシャルエネルギを考慮したフィードバック励振制御系の解析2013

    • Author(s)
      本堂 貴敏, 水内 郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013講演論文集
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 高効率自立型空気圧駆動ロボットのための超小型高圧コンプレッサ及び空気圧回生システムの実現2013

    • Author(s)
      熊倉 翔平, 水内 郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013講演論文集
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 人間のヒューマノイド操縦上達過程における感覚運動制御の変化に基づく評価器自動生成法2013

    • Author(s)
      鈴木 駿介, 湯本 裕矢, 水内 郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013講演論文集
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Design and Development of a Compressor- Embedded Pneumatic-Driven Musculoskeletal Humanoid2012

    • Author(s)
      Ikuo Mizuuchi, Masaki Kawamura, Tadashi Asaoka, Shouhei Kumakura
    • Organizer
      12th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
    • Place of Presentation
      Business Innovation Center Osaka (大阪府)
    • Year and Date
      2012-12-01
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Jumping Motion Experiments on a NAO Robot with Elastic Devices2012

    • Author(s)
      Takatoshi Hondo, Yuta Kinase, Ikuo Mizuuchi
    • Organizer
      12th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Rxabots
    • Place of Presentation
      Business Innovation Center Osaka (大阪府)
    • Year and Date
      2012-12-01
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Exploring the Possibility of Mechanical Energy as a Multipurpose Evaluation Function for Learning of Whole Body Dynamic Motions2012

    • Author(s)
      Yuya Yumoto, Ikuo Mizuuchi
    • Organizer
      12th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
    • Place of Presentation
      Business Innovation Center Osaka (大阪府)
    • Year and Date
      2012-12-01
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Determining the Optimal Multiarticular Muscle Arrangement of a Museuloskeletal Robot for a Specific Motion using Dynamics Simulation2012

    • Author(s)
      Tadashi Asaoka, Masaki Kawamura, Shouhei Kumakura, Ikuo Mizuuchi
    • Organizer
      12th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
    • Place of Presentation
      Business Innovation Center Osaka (大阪府)
    • Year and Date
      2012-11-30
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ロボットへの人間の物体操作スキル伝達を目的とした摩擦提示可能な操縦装置の開発2012

    • Author(s)
      吉田修子
    • Organizer
      The 9th IEEE Tokyo Young Researchers Workshop
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)
    • Year and Date
      2012-11-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 低速カメラを用いた被写体ブレに基づくボールの物理モデルによる軌道予測法2012

    • Author(s)
      潘旻イク
    • Organizer
      The 9th IEEE Tokyo Young Researchers Workshop
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)
    • Year and Date
      2012-11-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 様々な制御量目標を設定可能な学習制御器によるロボットの動作実現法2012

    • Author(s)
      熊倉翔平
    • Organizer
      The 9th IEEE Tokyo Young Researchers Workshop
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)
    • Year and Date
      2012-11-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 動的全身運動の学習における汎用的評価指標としての力学的エネルギの有効性の検討2012

    • Author(s)
      湯本裕矢
    • Organizer
      The 9th IEEE Tokyo Young Researchers Workshop
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)
    • Year and Date
      2012-11-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 人間の上達過程に基づく機械学習の評価指標抽出法に関する研究2012

    • Author(s)
      鈴木駿介
    • Organizer
      The 9th IEEE Tokyo Young Researchers Workshop
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)
    • Year and Date
      2012-11-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 人体とロボットの形と機能2012

    • Author(s)
      水内郁夫
    • Organizer
      第74回形の科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京農工大学(東京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-11-17
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 人間の物体操作スキル抽出を目的とした摩擦状態提示可能なウェアラブル操縦装置の開発2012

    • Author(s)
      吉田修子,水内郁夫
    • Organizer
      日本ロボット学会第30回記念学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • Year and Date
      2012-09-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 1質点棒高跳びモデルの助走速度・棒接地角・跳躍方向解析に基づく棒高跳び運動における最適剛性の検証2012

    • Author(s)
      本堂貴敏,水内郁夫
    • Organizer
      日本ロボット学会第30回記念学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • Year and Date
      2012-09-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 低速カメラを用いた被写体ブレに基づくボール軌道予測法2012

    • Author(s)
      潘旻燈,水内郁夫
    • Organizer
      日本ロボット学会第30回記念学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • Year and Date
      2012-09-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Determining an Optimal Multiarticular Muscle Arrangement of a Musculoskeletal Robot for a Specific Motion using Human Motion Data2012

    • Author(s)
      Tadashi Asaoka, MasakiKawamura, Shouhei Kumakura, Ikuo Mizuuchi
    • Organizer
      2012 IEEE International Conference on Mechatro nics and Automation
    • Place of Presentation
      Wangjiang Hotel Chengdu(中国.成都)
    • Year and Date
      2012-08-08
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] フィードバック励振制御と等エネルギ面解析に基づく弾性関節を活用した高運動エネルギ実現法2012

    • Author(s)
      本堂貴敏,水内郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'12
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • Year and Date
      2012-05-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 重心加速度を最大化する筋張力に基づく動力学解析による筋骨格ロボットの多関節筋配置法2012

    • Author(s)
      朝岡忠,川村政貴,熊倉翔平,水内郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'12
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • Year and Date
      2012-05-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 弾性を有する跳躍用装具によるヒューマノイドの跳躍運動実現2012

    • Author(s)
      木名瀬裕太,本堂貴敏,水内郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会112
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • Year and Date
      2012-05-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] コンプレッサ搭載型空気圧駆動筋骨格ヒューマノイドbuEnwaの開発2012

    • Author(s)
      川村政貴,朝岡忠,熊倉翔平,水内郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'12
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • Year and Date
      2012-05-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 小型ヒューマノイドによる踏み台運搬とよじ登り動作に基づく卓上物品の運搬行動2012

    • Author(s)
      宮澤章利,水内郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'12
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • Year and Date
      2012-05-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 卓球ロボットを想定したボールの並進・回転速度の観測に基づく軌道予測計算法2012

    • Author(s)
      潘旻燈,水内郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'12
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • Year and Date
      2012-05-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 動的全身運動の学習における汎用的評価指標としての力学的エネルギの有効性の検討2012

    • Author(s)
      湯本裕矢,水内郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'12
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • Year and Date
      2012-05-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 様々な制御量目標を設定可能な学習制御器による筋骨格ヒューマノイドの動作実現法2012

    • Author(s)
      熊倉翔平,水内郁夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'12
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • Year and Date
      2012-05-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京農工大学水内研究室

    • URL

      http://mizuuchi.lab.tuat.ac.jp/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京農工大学 水内研究室

    • URL

      http://mizuuchi.lab.tuat.ac.jp/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2012-04-24   Modified: 2019-07-29  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi