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Cutting-edge multi-contact behaviors

研究課題

研究課題/領域番号 16H02886
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

Kheddar Abder  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 客員研究員 (90572082)

研究分担者 森澤 光晴  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (00392671)
吉田 英一  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究部門付 (30358329)
金広 文男  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究グループ長 (70356806)
研究協力者 エスカンド アドリアン  
ジェルゴンデ ピエール  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2016年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード知能ロボティクス / ディジタルヒューマンモデル / 多点接触動作 / 機械学習 / 最適化 / 知能ロボティックス
研究成果の概要

本課題では、ヒューマノイド等の複雑な構造を持つロボットが、環境との接触を利用して狭隘部での移動や全身物体操作を行うための動作計画・制御の基盤技術を構築した。まず、人間の多点接触動作を非拘束で推定し、その結果をヒューマノイドによる人動作の再現に利用した。また、形状の連続的変形によるロバストな3次元多点接触安定規範を導出し、柔軟な力フィードバック制御手法に適用した。さらに、先行研究の多点接触姿勢生成器に、作業を考慮して力を決定変数として組み込み、自己位置同定と地図生成の同時実行 (SLAM) による閉ループ制御に拡張した。これらの成果の有効性を、ヒューマノイドの応用シナリオで実験的に検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題で取り扱っているロボットの多点接触動作計画・制御は、現在世界で盛んに研究されている。研究代表者のKheddarはこの分野の創始者の一人として認識され、本課題で上記に示す新たな成果を挙げており、多数の論文発表や招待講演、また日英の教科書執筆を行うなど、科学的意義は高く認識されている。本課題の成果は、大規模組立環境におけるヒューマノイド導入に利用されつつあり、産業展開の点で社会的意義を持つ。特に、航空機組立や建築現場において困難な姿勢を伴う作業の代替や、災害現場での探索、さらに高齢者等の動作支援への応用が期待されており、企業との共同研究が進行中である。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] 国立科学研究センター (CNRS)(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Quadratic Programming for Multirobot and Task-Space Force Control2019

    • 著者名/発表者名
      Bouyarmane Karim、Chappellet Kevin、Vaillant Joris、Kheddar Abderrahmane
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Robotics

      巻: 35 号: 1 ページ: 64-77

    • DOI

      10.1109/tro.2018.2876782

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hand-Object Contact Force Estimation from Markerless Visual Tracking2018

    • 著者名/発表者名
      Pham Tu-Hoa、Kyriazis Nikolaos、Argyros Antonis A.、Kheddar Abderrahmane
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence

      巻: 40 号: 12 ページ: 2883-2896

    • DOI

      10.1109/tpami.2017.2759736

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of Walking Motions Based on Whole-Body Poses and QP Control2018

    • 著者名/発表者名
      Grimm Raphael、Kheddar Abderrahmane、Asfour Tamim
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots

      巻: 1 ページ: 510-515

    • DOI

      10.1109/humanoids.2018.8624913

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3-D Robust Stability Polyhedron in Multicontact2018

    • 著者名/発表者名
      Audren Herve、Kheddar Abderrahmane
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Robotics

      巻: 34 号: 2 ページ: 388-403

    • DOI

      10.1109/tro.2017.2786683

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust Humanoid Control Using a QP Solver with Integral Gains2018

    • 著者名/発表者名
      Cisneros Rafael、Benallegue Mehdi、Benallegue Abdelaziz、Morisawa Mitsuharu、Audren Herve、Gergondet Pierre、Escande Adrien、Kheddar Abderrahmane、Kanehiro Fumio
    • 雑誌名

      Proc.. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)

      巻: 1 ページ: 7472-7479

    • DOI

      10.1109/iros.2018.8593417

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multicontact Interaction Force Sensing From Whole-Body Motion Capture2018

    • 著者名/発表者名
      Pham Tu-Hoa、Caron Stephane、Kheddar Abderrahmane
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Informatics

      巻: 14 号: 6 ページ: 2343-2352

    • DOI

      10.1109/tii.2017.2760912

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A circuit-breaker use-case operated by a humanoid in aircraft manufacturing2017

    • 著者名/発表者名
      Bolotnikova Anastasia、Chappellet Kevin、Paolillo Antonio、Escande Adrien、Anbarjafari Gholamreza、Suarez-Roos Adolfo、Rabate Patrice、Kheddar Abderrahmane
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE International Conference on Automation Science and Engineering

      巻: 1 ページ: 15-22

    • DOI

      10.1109/coase.2017.8256069

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model-predictive control in multi-contact based on stability polyhedrons2017

    • 著者名/発表者名
      Audren Herve、Kheddar Abderrahmane
    • 雑誌名

      Proc. IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots

      巻: 1 ページ: 631-636

    • DOI

      10.1109/humanoids.2017.8246938

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-contact motion retargeting from human to humanoid robot2016

    • 著者名/発表者名
      Di Fava Alessandro、Bouyarmane Karim、Chappellet Kevin、Ruffaldi Emanuele、Kheddar Abderrahmane
    • 雑誌名

      Proc. IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots

      巻: 1 ページ: 1081-1086

    • DOI

      10.1109/humanoids.2016.7803405

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Whole-body contact force sensing from motion capture2016

    • 著者名/発表者名
      Pham Tu-Hoa、Bufort Adrien、Caron Stephane、Kheddar Abderrahmane
    • 雑誌名

      Proc. IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      巻: 1 ページ: 58-63

    • DOI

      10.1109/sii.2016.7843975

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability polygons reshaping and morphing for smooth multi-contact transitions and force control of humanoid robots2016

    • 著者名/発表者名
      Audren Herve、Kheddar Abderrahmane、Gergondet Pierre
    • 雑誌名

      Proc. IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots

      巻: 1 ページ: 1037-1044

    • DOI

      10.1109/humanoids.2016.7803399

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Closed-loop RGB-D SLAM multi-contact control for humanoid robots2016

    • 著者名/発表者名
      Tanguy Amaud、Gergondet Pierre、Comport Andrew I.、Kheddar Abderrahmane
    • 雑誌名

      Proc. IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      巻: 1 ページ: 51-57

    • DOI

      10.1109/sii.2016.7843974

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [図書] Humanoid Robotics: A Reference2018

    • 著者名/発表者名
      Ambarish Goswami, Prahlad Vadakkepat, eds.
    • 総ページ数
      2699
    • 出版者
      Springer Nature
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] ロボット制御学ハンドブック2017

    • 著者名/発表者名
      松野 文俊、大須賀 公一、松原 仁、野田 五十樹、稲見 昌彦
    • 総ページ数
      1024
    • 出版者
      近代科学社
    • ISBN
      9784764904736
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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