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ヒューマノイドの複雑動作生成のための効率的な数値解法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 13F03796
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 知能ロボティクス
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

吉田 英一  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 知能システム研究部門, 副研究部門長 (30358329)

研究分担者 ESCANDE ADRIEN  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 知能システム研究部門, 外国人特別研究員
ESCANDE Adrien  独立行政法人産業技術総合研究所, 知能システム研究部門, 外国人特別研究員
ESCANDE Adrian Claud Michel  独立行政法人産業技術総合研究所, 知能システム研究部門, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2015年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードヒューマノイドロボット / 数値最適化 / 多点接触動作計画 / 全身動作制御 / 最適化 / ヒューマノイド
研究実績の概要

ヒューマノイドの多点接触動作計画・制御手法に関する知識を活かして、積極的に研究を展開し、動作生成の数値解法に関し、以下に示すように新たな理論的知見を見出した。
(a) 制約下での優先度付きの非線形最適化問題の解法: 等式の制約下において、非線形問題を線形化し、階層化二次計画法(Hierarchical Quadratic Programming, HQP)を繰り返し適用することで最適化を行えることを示した。SQP手法については、それまでは最適解への収束が問題となっていたが、階層化最適化問題を辞書的並べ替え問題と捉え、最適化を小さいステップで実行することで、高優先度の指標を満たす最適解を導出できることを示した。
(b) ヒューマノイドの姿勢を生成する効率的なソルバーの構築:多様体上での制約下でSQPを実行する手法を構築し、これまで開発されているQP解法が使用できる形に実装した。
(c) 全身動作軌道の最適化に適した計算定式化手法の導出:物理方程式に相当する制約が必ず満たされるように、関節角のパラメータ表現に応じて力をパラメータ化する手法を構築した。この手法の特徴は、ロボットの接触点の系列が与えられた際、このパラメータ化は前計算の段階で一回だけ行えばその後の計算にすべて使用でき、実時間での軌道最適化に使用できる。
(d) ヒューマノイドの動力学パラメータの同定: 従来行われていた動力学パラメータ同定手法に、(a)-(c)までの成果を活用して、複数の優先度を持つ制約によるHQP問題として定式化し、物理的制約を組み込めるようにした

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 4件)

  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Fast closest logarithm algorithm in the special orthogonal group2016

    • 著者名/発表者名
      Adrien Escande
    • 雑誌名

      IMA Journal of Numerical Analysis

      巻: 6-2 号: 2 ページ: 675-687

    • DOI

      10.1093/imanum/drv027

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Humanoids and Humans Inertia Parameters Identification using Hierarchical Optimization2016

    • 著者名/発表者名
      Jovana Jovic, Adrien Escande, Ko Ayusawa, Eiichi Yoshida, Aberrahmane Kheddar, GentianeVenture
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Robotics

      巻: 99 ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multi-contact vertical ladder climbing with an HRP-2 humanoid2016

    • 著者名/発表者名
      Joris Vaillant, Abderrahmane Kheddar, Herve Audren, Francois Keith, Stanislas Brossette, Adrien Escande, Karim Bouyarman, Kenji Kaneko, Mitsuharu Morisawa, Pierre Gergondet, Eiichi Yoshida, Suuji Kajita, Fumio Kanehiro
    • 雑誌名

      Autonomous Robots

      巻: 40-3 号: 3 ページ: 561-580

    • DOI

      10.1007/s10514-016-9546-4

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of Dynamics of Humanoids: Systematic Exciting Motion2015

    • 著者名/発表者名
      Jovana Jovic, Franck Philipp, Adrien Escande, Ko Ayusawa, Eiichi Yoshida, Aberrahmane Kheddar, GentianeVenture
    • 雑誌名

      Proc. 2015 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems

      巻: 1 ページ: 2173-2179

    • DOI

      10.1109/iros.2015.7353668

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Continuous satisfying constraints with contact forces in trajectory optimization for humanoid robots2015

    • 著者名/発表者名
      Benjamin Chretien, Adirien Escande, Abderrahmane Kheddar
    • 雑誌名

      Proc. 2015 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems

      巻: 1 ページ: 3956-3961

    • DOI

      10.1109/iros.2015.7353934

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Humanoid Posture Generation on Non-Euclidian Manifolds2015

    • 著者名/発表者名
      Stanislas Brossette, Adrien Escande, Gregoire Duchemin, Benjamin Chretien, Abderrahmane Kheddar
    • 雑誌名

      Proc. 2015 IEEE-RAS Int. Conf. on Humanoid Robots

      巻: 1 ページ: 352-358

    • DOI

      10.1109/humanoids.2015.7363574

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Integration of non-inclusive contacts in posture generation2014

    • 著者名/発表者名
      S. Brossette, A. Escande, J. Vaillant, F. Keith, T. Moulard, A. Kheddar
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotics and Systems (IROS)

      巻: 1 ページ: 933-938

    • DOI

      10.1109/iros.2014.6942671

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model preview control in multi-contact motion - application to a humanoid robot2014

    • 著者名/発表者名
      H. Audren, J. Vaillant, A. Kheddar, A. Escande, K. Kaneko, E. Yoshida
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotics and Systems (IROS)

      巻: 1 ページ: 4030-4035

    • DOI

      10.1109/iros.2014.6943129

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast Closest Logarithm Algorithm in the special orthogonal group2014

    • 著者名/発表者名
      A. Escande
    • 雑誌名

      IMA Journal of Numerical Analysis

      巻: NA

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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