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4足ロボットの走行制御と解析・設計・実装ツールの開発

研究課題

研究課題/領域番号 14350228
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 制御工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

美多 勉  東工大, 理工学研究科, 教授 (60092102)

研究分担者 ERFU Yang  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 研究員
池田 貴幸  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (40323795)
YANG Erfu  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 研究員
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2003年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2002年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
キーワード4足ロボット / 脚式ロボット / 走行ロボット / 歩容 / ハイブリットシステム / 可変拘束システム
研究概要

本研究の目的は、ネコのように低速である歩行と高速である走行(ギャロップなど)を自由に切り替えて移動することができるロボットを実現することにある.本研究のアプローチの特色と独創的な点は,複雑なロボットを数式モデル(運動方程式)で表現し、そのモデルを近似や単純化することはせず,そのかわり計算機パワーと計算ツールを使って短時間,小労力で計算しようという試みである.また、制御系設計においてもニューラルネットや神経振動子に代表されるようなヒューリスティックな手法を用いることを避け、解析的な手法を用いてできるだけ理論的に制御系設計を行う点である。制御系設計に使うのが提案してきた可変拘束制御というものであり、これは求められた数式モデルからさらにロボットの重心と角運動量を導き出し、それを微分方程式であらわした動物の走行パターンに一致させるように制御するものである.14年度ではワイヤ駆動型の4足ロボットと実験環境の製作と整備を行い,制御系設計のためのソフトウエアを開発した.このソフトウエアはMATLAB・Simulinkを用いて,自動モデリング・シミュレーション・モーション解析・実装などを行えるものである.また,「可変拘束制御による4足ロボットの走行制御方法」を提案し,この理論に基づいてトレッドミル上で走行実験を行った.2003年3月現在で,歩行・バウンス・トロット・ペースなどの運動を実現した.とくにバウンス走行は,移動速度0.9[m/sec]を達成した.これは実際のネコのトロットと同等の移動速度を実現したことを意味しており,本研究での有効性を示しているものと考えている.なお,これらの研究成果(実験データや実験映像)は、我々の研究プロジェクトのホームページ(http://www.runbot.jp)で公開している.

報告書

(2件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] 池田, 篠原, 美多: "可変拘束制御を用いた3次元脚式ロボットの走行制御"日本ロボット学会誌. Vol.21,No.1. 94-102 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 池田, 高尾, 美多: "池田・高尾・美多:可変拘束制御を用いたネコ型4足ロボットRunbot2Cの歩容生成"第8回ロボティクスシンポジア. 55-60 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 池田, 谷, 美多: "柔軟構造物を含む脚式ロボットの解析と走行制御"第9回ロボティクスシンポジア. 114-119 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takao, T.Ikeda, T.Mita: "Walking Control for 3D Biped using Variable Constraint Control"SICE Annual Conference 2002 in Osaka. 2645-2648 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takao, Z.H.Gu, T.Ikeda, T.Mita: "Realization of Dynamic Walking and Running of a Cat Type Quadruped Robot Using Variable Constraint Control"SICE Annual Conference 2003. 2252-2257 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 池田, 篠原, 美多: "可変拘束制御を用いた3次元脚式ロボットの走行制御"日本ロボット学会誌. Vol.21, No.1. 94-102 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 池田, 高尾, 美多: "可変拘束制御を用いたネコ型4足ロボットRunbot2Cの歩容生成"第8回ロボティクスシンポジア. 55-60 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takao, T.Ikeda, T.Mita: "Control of 3D Biped Robot for Walking Locomotion"Proceedings of the ICASE/SICE Workshop -Intelligent Control and Systems in Muju Resort Korea. 245-248 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takao, T.Ikeda, T.Mita: "Walking Control for 3D Biped using Variable Constraint Control"SICE Annual Conference 2002 in Osaka. 2645-2648 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takao, T.Ikeda, T.Mita: "Realization of Dynamic Walking and Running of a Cat Type Quadruned Robot Using Variable Constraint Control"SICE Annual Conference 2003 in Fukui. (発表予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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