| 研究課題/領域番号 |
09650298
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
小林 博明 明治大学, 理工学部, 教授 (60130811)
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| 研究分担者 |
登坂 博和 明治大学, 理工学部, 助手
小澤 隆太 明治大学, 理工学部, 助手
兵頭 和人 神奈川工科大学, 工学部, 助教授 (10271371)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2000年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1999年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1998年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1997年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
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| キーワード | 腱駆動 / 冗長腱 / 関節剛性 / 入出力線形化 / 定値制御 / ニューラルネット制御 / マルチエージェント / ロボットシステム / ロボットハンド / 適応 制御 / 強化学習 / リアプノフ安定性 / 非線形弾性 / ロボット / ゴニオメータ / 筋電位 / 腱駆動ロボットアーム / 冗長性 / 関節剛性調節 / 知的制御 / ニューラルネットワーク制御 |
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| 研究概要 |
本研究では、人間と共同作業を行うための冗長腱駆動ロボットの開発に必要となる、(1)腱駆動機構の基本的特性、(2)制御法、(3)ロボットシステムの3点について研究を行った。
(1)については、非線形弾性腱によって駆動されるロボット機構の、制御可能性、駆動冗長性、関節剛性調整可能性等の基本的特性を明らかとし、その応用として作業時における関節剛性の設定法、腱破断に対する安全度とそれに対する知的制御、セミアクティブに把握物に関する剛性特性を調整できる腱駆動ハンドの設計法について検討した。
(2)については、従来の2重サンプリング制御系に代えて、厳密に安定性が補償され、そのパラメータが理論的に設定できる制御系を構築する目的で厳密な線形化による入出力線形化制御系を提案し、さらに外力に柔軟に対処できる制御系を実現するために定値位置制御系、定力制御系を提案した。得に、後者の制御系は前者の制御系に2,3の項を負荷するだけで実現でき、実用性が高いと思われる。また、ニューラルネットワーク制御についても研究し、シミュレーションによって効率的に作業に適した関節剛性を学習し作業が実行できることを示した。
(3)については、家庭内や病院内では主婦や看護婦等のロボットに関しては十分な知識を持たない使用者によってロボットが使用されるということを考慮して、ネットワークペースのマルチエーゼントロボットシステムを提案し、開発した。これは、ロボットの各種の機能をエーゼントとして実現し、ロボットを停止することなくネットワークを通じてロボットに機能を追加あるいは変更できるものである。これによって特定の作業に適したプログラムを容易に転送し、実行できることとなる。これは、研究・教育用のロボットシステムとしても有用である。
今後、これらの成果をふまえてヒューマノイド型の腱駆動ロボットを実現していきたいと考えている。
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