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リニア電磁アクチュエータを用いた外力に対する柔軟性を変更可能なシステムの実現

研究課題

研究課題/領域番号 10J00772
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 知覚情報処理・知能ロボティクス
研究機関大阪大学

研究代表者

仲田 佳弘  大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードリニア電磁アクチュエータ / コンプライアンス制御 / 生体模倣型ロボット / 剛性楕円 / 二関節筋 / 人工筋 / リニアバーニアモータ / 弾性楕円
研究概要

本研究では,生物の筋が外力に対する粘弾性特性を変化させられることに着目し,制御によって出力の粘弾性を変化できるリニア電磁アクチュエータを複数搭載したロボットを用いて,人や物と物理的インタラクションが可能なシステムを実現する.このシステムによって,多様な外乱が存在する実環境において,人との接触を伴うタスクにおける安全性向上,跳躍のようなダイナミックな動作の実現が可能となる.本年度は,昨年度に提案したリニアバーニアモータを試作した.このリニアバーニアモータは,先に開発した埋込磁石型のリニア電磁アクチュエータと比較して,同じ電流を励磁したときに2倍以上の推力を発生できることをシミュレーションによって確認している.この成果は国際学会にて報告している.試作機を用いて推力およびディテント力(電流を励磁しなくても発生する力)の基本特性および位置制御時の応答性を評価するとともに,外力に対する柔軟動作が実現できることを確認した。また,リニア電磁アクチュエータを複数搭載した筋骨格上肢ロボットの制御を行った.柔軟物を押すタスクに対して,事前に様々な推力値をアクチュエータに与えたときの,関節角度,角速度と手先圧力のデータを集め,そのデータセットを元に適切なアクチュエータの推力の組を推定するようなノンパラメトリックモデルを用いた制御法を適用した.今回は集めたデータを基に手先の圧力が推定できることを実験により確認した.さらに,昨年度に続き,米国・ジョージア工科大学にて研究留学を行い,ロボットの制御への応用を目的に,人の動作の特性を調べる研究を行った.この成果をまとめ,国際学会へ投稿した.その他,リニア電磁アクチュエータ駆動型下肢ロボットの連続跳躍に関する研究について,国際学会での発表を行い,1件の学術論文が論文誌に掲載された.

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (15件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Hopping by a Monopedal Robot with a Biarticular Muscle by Compliant Control - An Application of an Electromagnetic Linear Actuator2012

    • 著者名/発表者名
      仲田佳弘
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 25 ページ: 106-114

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 人工筋用小型リニアバーニアモータの提案2012

    • 著者名/発表者名
      仲田佳弘
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌

      巻: 20巻(印刷中)

    • NAID

      110009437765

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Analysis Method for Electromagnetic Artifial Muscle Actuator under PID Control2011

    • 著者名/発表者名
      仲田佳弘
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: 131 ページ: 166-170

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高出力で柔軟なリニアアクチュエータ2010

    • 著者名/発表者名
      平田勝弘、仲田佳弘, 他
    • 雑誌名

      日本磁気学会会報「まぐね」

      巻: 5 ページ: 371-378

    • NAID

      10026518510

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 腱振動刺激による運動錯覚を用いた動作教示法の検討2013

    • 著者名/発表者名
      仲田佳弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 発表場所
      玉川大学(東京都)
    • 年月日
      2013-03-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 外乱オブザーバを用いた人工筋用小型リニアバーニアモータの制御2013

    • 著者名/発表者名
      藤本達也
    • 学会等名
      電気学会リニアドライブ研究会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2013-03-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 可動子に永久磁石を有しない人工筋用小型リニアバーニアモータの動作特性解析2012

    • 著者名/発表者名
      藤本達也
    • 学会等名
      電気学会リニアドライブ研究会
    • 発表場所
      大阪工業大学(学校法人常翔学園)大阪センター(大阪府)
    • 年月日
      2012-08-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 剛性楕円の調整による柔軟な物理インタラクションを行う筋骨格上肢ロボットの開発2012

    • 著者名/発表者名
      中村泰
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2012
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • 年月日
      2012-05-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Hopping of a Monopedal Robot with a Biarticular Muscle Driven by Electromagnetic Linear Actuators2012

    • 著者名/発表者名
      仲田佳弘
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics andAutomation 2012
    • 発表場所
      River Center (Saint Paul, MN, USA)
    • 年月日
      2012-05-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Design and optimization of a novel small-sized linear vernier motor without mover magnets for artificial muscle applications2012

    • 著者名/発表者名
      仲田佳弘
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conference 2012
    • 発表場所
      Vancouver Convention Centre (Vancouver, Canada)
    • 年月日
      2012-05-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 手先のインピーダンス特性を制御可能なリニア電磁アクチュエータ駆動型上肢ロボットの開発2011

    • 著者名/発表者名
      仲田佳弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-12-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 可動子に永久磁石を用いない人工筋用小型リニアバーニアモータの提案2011

    • 著者名/発表者名
      藤本達也(共著)
    • 学会等名
      電気学会リニアドライブ研究会
    • 発表場所
      鉄道総合技術研究所国立研究所(東京都)
    • 年月日
      2011-10-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Monopedal Robot with a Biarticular Muscle and Its Hopping Motion2011

    • 著者名/発表者名
      仲田佳弘
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines
    • 発表場所
      淡路夢舞台(兵庫県,日本)
    • 年月日
      2011-10-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 手先のインピーダンス特性を制御可能なリニア電磁アクチュエータ駆動型上肢ロボットの開発2011

    • 著者名/発表者名
      仲田佳弘
    • 学会等名
      第29回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都)
    • 年月日
      2011-09-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] リニア電磁アクチュエータ駆動型一脚ロボットの開発2011

    • 著者名/発表者名
      仲田佳弘
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター(岡山県)
    • 年月日
      2011-05-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 弾性楕円に基づくリニア電磁アクチュエータ駆動型一脚ロボットの制御2011

    • 著者名/発表者名
      井出充洋(共著)
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター(岡山県)
    • 年月日
      2011-05-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 人工筋用小型リニアバーニアモータの提案2011

    • 著者名/発表者名
      仲田佳弘
    • 学会等名
      第23回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 発表場所
      ウインクあいち(愛知県)
    • 年月日
      2011-05-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] コンプライアンス制御による一脚ロボットの連続跳躍-リニア電磁アクチュエータの一応用-2011

    • 著者名/発表者名
      仲田佳弘
    • 学会等名
      第16回ロボティクスシンポジア
    • 発表場所
      指宿シーサイドホテル(鹿児島)
    • 年月日
      2011-03-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 人工筋肉用リニア電磁アクチュエータで駆動する生体模倣型上肢ロボットの開発2010

    • 著者名/発表者名
      仲田佳弘
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2010
    • 発表場所
      旭川大雪アリーナ(北海道)
    • 年月日
      2010-06-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://member.irl.sys.es.osaka-u.ac.jp/home/nakata/jp

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://member.irl.sys.es.osaka-u.ac.jp/home/nakata/jp

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.amp.ams.eng.osaka-u.ac.jp/research/robot.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] リニアバーニアモータ2011

    • 発明者名
      平田勝弘
    • 権利者名
      大阪大学・三菱重工業株式会社
    • 産業財産権番号
      2011-110519
    • 出願年月日
      2011-05-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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