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ゲイト・モーフィングによる不整地2足走行の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16360129
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 知能機械学・機械システム
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

梶田 秀司  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, 主任研究員 (90356767)

研究分担者 金子 健二  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, 主任研究員 (10356800)
三平 満司  東京工業大学, 大学院理工学研究科, 教授 (00196338)
中浦 茂樹  東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助手 (20323793)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
14,800千円 (直接経費: 14,800千円)
2006年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
2005年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
2004年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
キーワード機械力学・制御 / システム工学 / 制御工学 / 知能ロボティックス / ヒューマノイドロボット / 2足歩行 / 走行 / 不整地移動
研究概要

1.走行制御の基礎実験として,身長127cm,体重31kg,全12自由度の人間型2足ロボットHRP-2LRを用いて,平地における走行,横走行,うさぎ跳び,片足飛び(けんけん)などの動作を実現した.ここで実現できた走行速度は時速0.58kmであった,走行の高速化を図るため,つま先にバネを挿入する改造を行いHRP-2LTとした.つま先バネを利用する走行パターン生成プログラムを開発し,これによって時速3kmの走行が可能であることをシミュレータ上で確認した.また,両脚ジャンプの実験を行い,空中期0.1s,床面からの高さ約3cmのジャンプを実現した.高速走行時にロボットの姿勢が乱れる問題に対処するため,腰Yaw軸を追加したHRP-2LYを開発した.Yaw軸周りの角運動量を胴体の回転により補償することによって,安定な時速3kmの走行が実現できることをシミュレーションにより確認した.
2.ゲイト・モーフィングの考え方に基づき,ZMPの未来軌道の時間伸縮によってバランスを維持する安定化制御方式を検討した.これに基づき安定化制御付きのパターンジェネレータを開発し,シミュレーション上の2足歩行で±3cmの凹凸路面を踏破可能なことを確認した.
3.従来のロボットの人間に比べ不自然な走行を改善するため,出力零化制御に基づく走行制御法を提案し,予め計算したパターンを用いることなくシミュレーション上で不整地上の走行と,時速10kmの安定な走行を実現した.

報告書

(5件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2011 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (25件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] ZMP-based Biped Running Enhanced by Toe Springs2007

    • 著者名/発表者名
      S.Kajita, K.Kaneko, M.Morisawa, S.Nakaoka et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2007 IEEE International Conference on Robotics and Automation

      ページ: 3963-3969

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ZMP-based Biped Running Control2007

    • 著者名/発表者名
      S.Kajita, T.Nagasaki, K.Kaneko, H.Hirukawa
    • 雑誌名

      IEEE Robotics & Automation Magazine June(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ZMP-based Biped Running Enhanced by Toe Springs2007

    • 著者名/発表者名
      S.Kajita, K.Kaneko, M.Morisawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2007 IEEE International Conference on Robotics and Automation

      ページ: 3963-3969

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ZMP-based Biped Running Control2007

    • 著者名/発表者名
      S.Kajita, T.Nagasaki, K.Kaneko, H.Hirukawa
    • 雑誌名

      IEEE Robotics & Automation Magazine (to appear)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ZMP-based Biped Running Control2007

    • 著者名/発表者名
      S.Kajita, T.Nagasaki, K.Kaneko, H.Hirukawa
    • 雑誌名

      IEEE Robotics & Automation Magazine June(未定(掲載決定))

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Biped Walking Pattern Generator allowing Auxiliary ZMP Control2006

    • 著者名/発表者名
      S.Kajita, M.Morisawa, K.Harada, K.Kaneko et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and System

      ページ: 2993-2999

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The Control of a Bipedal Running Robot based on Output Zeroing considered Rotation of the Ankle Joint2006

    • 著者名/発表者名
      T.Shimizu, S.Nakaura, M.Sampei
    • 雑誌名

      Proceedings of the 45th IEEE Conference on Decision and Control

      ページ: 6456-6461

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Synthesis of Bipedal Runner by Output Zeroing2006

    • 著者名/発表者名
      R.Ohta, S.Nakaura, M.Sampei
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Control Applications

      ページ: 2166-2171

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A SISO Linear System with An Unstable Inner Loop and Its Application to Zero Moment Point (ZMP) Control2006

    • 著者名/発表者名
      Napoleon, M.Sampei, S.Nakaura
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Control Applications

      ページ: 2172-2177

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] On Existence of Limit Cycle and Robustness of ZMP Control2006

    • 著者名/発表者名
      Napoleon, M.Sampei, S.Nakaura
    • 雑誌名

      Proceedings of the 6th Asian Control Conference

      ページ: 1009-1014

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biped Walking Pattern Generator allowing Auxiliary ZMP Control2006

    • 著者名/発表者名
      S.Kajita, M.Morisawa, K.Harada, K.Kaneko et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of 2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems

      ページ: 2993-2999

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The Control of a Bipedal Running Robot based on Output Zeroing considered Rotation of Ankle Joint2006

    • 著者名/発表者名
      T.Shimizu, S.Nakaura, M.Sampei
    • 雑誌名

      Proceedings of the 45th IEEE Conference on Decision and Control

      ページ: 6456-6461

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Synthesis of Bipedal Runner by Output zeroing2006

    • 著者名/発表者名
      R.Ohata, S.Nakaura, M.Sampei
    • 雑誌名

      Proceedings of 2006 IEEE International Conference on Control Applications

      ページ: 2166-2171

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A SISO Linear System with An Unstable Inner Loop and Its Application to Zero Moment Point (ZMP) Control2006

    • 著者名/発表者名
      Napoleon, Mitusji Sampei, Shigeki Nakaura
    • 雑誌名

      Proceedings of 2006 IEEE International Conference on Control Applications

      ページ: 2172-2177

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] On Existence of Limit Cycle and Robustness of ZMP Control2006

    • 著者名/発表者名
      Napoleon, Mitusji Sampei, Shigeki Nakaura
    • 雑誌名

      Proceedings of the 6th Asian Control Conference

      ページ: 1009-1014

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Running Controller of Humanoid Biped HRP-2LR2005

    • 著者名/発表者名
      S.Kajita, T.Nagasaki, K.Kaneko, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of 2005 IEEE International Conference on Robotics and Automation

      ページ: 618-624

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Analysis of ZMP Control Problem of Humanoid Robot with Compliances in Sole of the Foot2005

    • 著者名/発表者名
      Napoleon, H.Izu, S.Nakaura, M.Sampei
    • 雑誌名

      Preprints of the 16th IFAC World Congress

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Analysis of ZMP Control Problem of Humanoid Robot with Compliances in Sole of the Foot2005

    • 著者名/発表者名
      Napoleon, H.Izu, S.Nakaura, M.Sampei
    • 雑誌名

      Preprints of the 16th IFAC World Congress Tu-M04-TP/6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Running Controller of Humanoid Biped HRP-2LR2005

    • 著者名/発表者名
      S.Kajita, T.Nagasaki, K.Kaneko, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE Inter.Conf.on Robotics and Automation

      ページ: 618-624

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] An Analysis of ZMP Control Problem of Humanoid Robot with Compliances in Sole of the Foot2005

    • 著者名/発表者名
      Napoleon, H.Izu, S.Nakaura, M.Sampei
    • 雑誌名

      Preprints of the 16th IFAC World Congress Tu-MO4-TP/6

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Running Controller of Humanoid Biped HRP-2LR2005

    • 著者名/発表者名
      Kajita, Nagasaki, Kaneko, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Robotics & Automation (未定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Hop towards Running Humanoid Robot2004

    • 著者名/発表者名
      S.Kajita, T.Nagasaki, K.Kaneko, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2004 IEEE International Conference on Robotics & Automation

      ページ: 629-635

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Running Experiment of Humanoid Biped2004

    • 著者名/発表者名
      T.Nagasaki, S.Kajita, K.Kaneko, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of 2004 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems

      ページ: 136-141

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Hop towards Running Humanoid Robot2004

    • 著者名/発表者名
      Kajita, Nagasaki, Kaneko, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2004 IEEE International Conference on Robotics & Automation

      ページ: 629-635

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Running Experiment of Humanoid Biped2004

    • 著者名/発表者名
      Nagasaki, Kajita, Kaneko, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of 2004 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems

      ページ: 136-141

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 減速装置2011

    • 発明者名
      梶田 秀司, 森澤 光晴
    • 権利者名
      独立行政法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 取得年月日
      2011-03-25
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [産業財産権] 減速装置2006

    • 発明者名
      梶田秀司, 森澤光晴
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権番号
      2006-065764
    • 出願年月日
      2006-03-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 減速装置2006

    • 発明者名
      梶田 秀司, 森澤 光晴
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権番号
      2006-065764
    • 出願年月日
      2006-03-10
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2017-02-24  

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