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ムカデ型ロボットの完全能動制御の実現と実機実証

研究課題

研究課題/領域番号 16K06181
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関名古屋大学

研究代表者

稲垣 伸吉  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (80362276)

研究協力者 鈴木 達也  
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード知能機械学 / ロボティクス / 多脚歩行 / 分散制御 / ムカデ型ロボット / 6脚移動ロボット / 接地点追従法 / 知能ロボティクス / 知能機械システム / 多脚移動ロボット / 知能機械 / 移動ロボット / 多脚移動 / 知能ロボティックス
研究成果の概要

災害地などでの未知で複雑な環境を自由に移動できるムカデ型ロボット(一対の脚を持つ体節を連結した多脚移動ロボット)および6脚移動ロボットの制御法の開発と実機検証を行なった。具体的に、まず、脚と体節間関節の協調的分散制御法における逐次的な軌道・接地点生成法の開発と、胴体の姿勢安定性を考慮した接地点追従法の改良を行なった。そして、接地点と胴体軌道の同時計画に基づく運動計画手法を開発した。また、形式検証を利用した適応制御法(Timekeeper制御)を開発した。実機については3自由度能動体節間関節を持つムカデ型と6脚の移動ロボットを開発し、後者において不整地踏破実験により高い不整地踏破性能を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では災害地などで活用できる移動ロボットとして、特に6脚以上の多脚移動ロボットを開発した。これらのロボットは転倒しにくいため様々な不整地環境での活躍が期待できる。その一方で、脚数が多いことから制御が難しく、これまでに期待される性能を実現するまでに至っていない。本研究では、分散型歩行制御法である接地点追従法を基盤として、制御性能の向上、運動計画による知能化、環境への適応能力の向上を行なった。そして、ムカデ型ロボットと6脚移動ロボットの実機を開発し、実験を通してその高い不整地踏破能力を実証した。

報告書

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

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Timekeeper制御を用いた接地点追従式6脚移動ロボットの適応歩行2019

    • 著者名/発表者名
      村田勇樹,稲垣伸吉,鈴木達也
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 55 号: 1 ページ: 51-58

    • DOI

      10.9746/sicetr.55.51

    • NAID

      130007582099

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 接地点追従法と6脚移動ロボット2019

    • 著者名/発表者名
      稲垣 伸吉, 村田 勇樹
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 37 号: 2 ページ: 156-159

    • DOI

      10.7210/jrsj.37.156

    • NAID

      130007617826

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 時間オートマトンとモデル検査を用いた 6脚移動ロボットの接地可能領域の導出2017

    • 著者名/発表者名
      MURATA Yuki、INAGAKI Shinkichi、SUZUKI Tatsuya
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 53 号: 11 ページ: 590-600

    • DOI

      10.9746/sicetr.53.590

    • NAID

      130006206187

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cutting a parameter space for a multi-legged robot based on model checking2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Nomura, Shinkichi Inagaki
    • 雑誌名

      SICE journal of control, measurement, and system integration

      巻: 10 号: 4 ページ: 317-323

    • DOI

      10.9746/jcmsi.10.317

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 接地点追従法と姿勢制御に基づく6脚移動ロボットの実機実験2019

    • 著者名/発表者名
      村田 勇樹,鈴木 義久,稲垣 伸吉,鈴木 達也
    • 学会等名
      第31回自律分散システム・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 接地点追従法に基づく6脚移動ロボットの接地点計画2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木 義久,村田 勇樹,稲垣 伸吉
    • 学会等名
      第31回自律分散システム・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 接地点追従に基づく半自律6脚移動ロボットの実機開発2018

    • 著者名/発表者名
      村田勇樹, 鈴木義久, 稲垣伸吉
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 姿勢安定化を考慮した接地点追従法に基づく6脚移動ロボットの適応歩行2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木義久, 村田勇樹, 稲垣伸吉
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・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] 平行リンク機構型3自由度体節間間接を持つムカデ型ロボットの実機開発2018

    • 著者名/発表者名
      木俣岳志, 出島貴将, 稲垣伸吉
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・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] 歩行可能条件を保証するKeeper Time 制御を用いた6脚移動ロボットの適応歩行2018

    • 著者名/発表者名
      村田勇樹, 稲垣伸吉, 鈴木達也
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・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] 3自由度体節間関節を持つムカデ型ロボットの分散歩行制御と実機開発2018

    • 著者名/発表者名
      稲垣 伸吉, 出島 貴将, 木俣 岳志
    • 学会等名
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI’18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 接地点追従歩行に基づく6脚移動ロボットのTime Keeper制御2018

    • 著者名/発表者名
      村田 勇樹、稲垣 伸吉、鈴木 達也
    • 学会等名
      第30回自律分散システム・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 6脚移動ロボットの姿勢を考慮した接地点追従法での歩行2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木 義久、村田 勇樹、稲垣 伸吉
    • 学会等名
      第30回自律分散システム・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 接地点追従法と歩行についての一考察2017

    • 著者名/発表者名
      稲垣 伸吉
    • 学会等名
      第30回自律分散システム・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 接地点追従法に基づく6脚移動ロボットのTime Keeper制御2017

    • 著者名/発表者名
      村田 勇樹、稲垣 伸吉
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次スプライン曲線を用いた逐次軌道生成によるムカデ型ロボットの歩行制御2017

    • 著者名/発表者名
      出島 貴将、村田 勇樹、稲垣 伸吉
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2017 in Fukushima
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 接地点追従法と接地点指令による6脚移動ロボットの歩行2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木 義久、村田 勇樹、稲垣 伸吉
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2017 in Fukushima
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 対側脚間の非同期制御に基づくムカデ型ロボットの歩行性能の向上2016

    • 著者名/発表者名
      出島貴将, 村田勇樹, 稲垣伸吉
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 能動体節間関節を持つムカデ型ロボットの歩行制御2016

    • 著者名/発表者名
      出島貴将,村田勇樹,稲垣伸吉
    • 学会等名
      第22回創発システム・シンポジウム
    • 発表場所
      長野県諏訪市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋大学鈴木研究室

    • URL

      http://www.suzlab.nuem.nagoya-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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