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高応答特性を有する二足走行システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H06073
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東京大学

研究代表者

妹尾 拓  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 講師 (10512113)

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
22,490千円 (直接経費: 17,300千円、間接経費: 5,190千円)
2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2016年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
キーワード知能ロボティクス / 機械力学・制御 / センサフィードバック / 高速画像処理 / 画像処理
研究成果の概要

高速ビジョンと高速アクチュエータを統合することで,瞬間的な反応特性を有する二足走行システムを実現した.システム開発として,二足移動に適したトルク重量比の高いアクチュエータを開発し,頭部へ1000fpsの小型軽量ビジョンを搭載した高速走行機構を設計した.姿勢安定化に関して,従来のフィードフォワードベースによる事前の転倒回避とは異なり,転倒し始めを瞬時に検知して姿勢の回復動作を高速に繰り返すフィードバック主体の制御方法を確立した.これにより,予測不能な外力や凹凸路面に対するロバストな走破,加速しながら前方へ跳躍して1回転する空中転回,走行中に急接近してくる障害物を回避する緊急停止動作を実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ハードウェア/制御という両面から二足ロボットの技術的・理論的基盤を刷新し,従来とは異なるコンセプトに基づいてロバストかつアクロバティックな脚運動を実現したことに学術的意義がある.本研究成果によって二足運動の高性能化・多様化が実現し,直感的な方法により極限的な性能を追求した運動が効率的に生成可能となる.性能限界の追求に基づく本研究は,自律性を追求したAI型のロボットと対極的・相補的な関係にあるため,次世代ロボットの基盤技術として期待できる.また,高応答特性を有するロボットの実現は,運動能力の重要性を再認識させるインパクトを与え,ロボット要素技術の開発を促進する波及効果があり,本研究の意義は高い.

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

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Dynamic Intelligent Systems Based on High-Speed Vision2019

    • 著者名/発表者名
      Taku Senoo, Yuji Yamakawa, Shouren Huang, Keisuke Koyama, Makoto Shimojo, Yoshihiro Watanabe, Leo Miyashita, Masahiro Hirano, Tomohiro Sueishi, and Masatoshi Ishikawa
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 31 号: 1 ページ: 45-56

    • DOI

      10.20965/jrm.2019.p0045

    • NAID

      130007601888

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2019-02-20
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impedance Control Design Based on Plastic Deformation for a Robotic Arm2017

    • 著者名/発表者名
      Taku Senoo, Masanori Koike, Kenichi Murakami, Masatoshi Ishikawa
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: Vol.2 ページ: 209-216

    • DOI

      10.1109/lra.2016.2587806

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of sliding behavior of a biped robot in centroid acceleration space2016

    • 著者名/発表者名
      Taku Senoo, Masatoshi Ishikawa
    • 雑誌名

      Robotica

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 209-216

    • DOI

      10.1017/s0263574715000740

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Robotic Physical Interaction Using Deformation Control Based on the Zener Model2018

    • 著者名/発表者名
      Taku Senoo, Kenichi Murakami, and Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      2018 IEEE/RSJ International Conference on Cyborg and Bionic Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速アクティブビジョンを用いたマルチカメラトラッキングシステム2018

    • 著者名/発表者名
      田中敬, 妹尾拓, 石川正俊
    • 学会等名
      第19回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Zenerモデルに基づくロボットアームの形状変形制御2018

    • 著者名/発表者名
      妹尾拓, 村上健一, 石川正俊
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Deformable Robot Behavior based on the Standard Linear Solid Model2017

    • 著者名/発表者名
      Taku Senoo, Kenichi Murakami and Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE Conference on Control Technology and Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二足走行における高速ビジュアルフィードバックを用いた姿勢安定化制御2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤宏, 山川雄司, 妹尾拓, 石川正俊
    • 学会等名
      第18回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高速多指ハンドによるボール転がりを用いたピッチング戦略2017

    • 著者名/発表者名
      妹尾拓, 田丸浩気, 村上健一, 石川正俊
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 標準線形固体モデルを用いたマニピュレータの変形挙動生成2017

    • 著者名/発表者名
      妹尾拓, 村上健一, 石川正俊
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Plastic Deformation Control Based on Time-varying Impedance Adjustment2016

    • 著者名/発表者名
      Masanori Koike, Kenichi Murakami, Taku Senoo, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
    • 発表場所
      Qingdao, China
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Robotic Pitching by Rolling Ball on Fingers for a Randomly Located Target2016

    • 著者名/発表者名
      Taku Senoo, Yuuki Horiuchi, Yoshinobu Nakanishi, Kenichi Murakami, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
    • 発表場所
      Qingdao, China
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deformation Control of a Multijoint Manipulator Based on Maxwell and Voigt Models2016

    • 著者名/発表者名
      Taku Senoo, Gaku Jinnai, Kenichi Murakami, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2016-10-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 受動的緩衝動作における直列表現ベースの塑性変形制御2016

    • 著者名/発表者名
      妹尾拓, 小池正憲, 村上健一, 石川正俊
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形県山形市,山形大学
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 多関節ロボットアームの弾塑性変形制御2016

    • 著者名/発表者名
      妹尾拓, 陣内岳, 村上健一, 石川正俊
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス部門講演会2016
    • 発表場所
      神奈川県横浜市,パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 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
      妹尾拓, 石川正俊
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      近代科学社
    • ISBN
      9784764904736
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 石川妹尾研究室

    • URL

      http://www.k2.t.u-tokyo.ac.jp/index-j.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [備考] 石川研究室ホームページ

    • URL

      http://www.k2.t.u-tokyo.ac.jp/index-j.html

    • 関連する報告書
      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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