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注視機構をもつ二足歩行ロボットを用いた人の運動制御メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17686035
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 制御工学
研究機関東北大学

研究代表者

牛田 俊  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教 (30343114)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2007年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2006年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2005年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード二足歩行ロボット / ロボットビジョン / 運動制御
研究概要

二足歩行ロボットの運動動作としては,歩行・走行・跳躍をはじめとして様々な運動が実現されているが,人間の運動動作のように滑らかでかつ正確な運動を行うまでには至っていない.本研究では,人間の運動制御時における環境適応能力のメカニズムを人工物制御の視点から解明し,環境の変化に対してロバストな人間の運動制御のメカニズムの本質を見出すことを目的とする.具体的には,以下の点に着目し,理論的な結果のみならず実機による制御機構の実装と,知的なロボット動作の実現を目指した.
(1)小型二足歩行ロボットの頭部に,双眼カメラから成る対象物注視機構を構築すること.
(2)人間の脳内での空間認識の形成とその進化の過程を解明すること.
(3)視覚および注視機構を用いた二足歩行ロボットの運動動作の安定化を行うこと.
本年度では,昨年度までに得られた成果,具体的には,ロボットの運動動作安定化に利用可能なアルゴリズムを構築した成果を,実際の2足歩行ロボットに実装し,実機実験を行った.特に,注視機構の構築と脳内での空間認識のための視覚情報処理について,上で挙げた(1)〜(3)を遂行した.さらに,視覚による二足歩行ロボットの動作安定化のための理論的基礎を固めるため,現有設備のDDアームを用いて,物理パラメータに不確かさをもつ倒立振子制御系の安定化問題を取り扱った.倒立振子系のモデル化,数値シミュレーションおよび理論解析により安定化のための必要十分条件の導出について,実機実験を通した検証と結果の拡張を行った.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (11件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 注視による2足歩行ロボットの歩行動作の安定化2006

    • 著者名/発表者名
      滝澤象太, 牛田俊, 出口光一郎
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌 24・6

      ページ: 727-734

    • NAID

      10018207568

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The Importance of Gaze Control Mechanism on Vision-Based Motion Control of a Biped Robot2006

    • 著者名/発表者名
      S.Ushida, K.Yoshimi, T.Okatani, K.Deguchi
    • 雑誌名

      The IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IR0S2006)

      ページ: 4447-4452

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 人の視覚運動制御系の振舞いに基づく倒立振子系のむだ時間補償制御2006

    • 著者名/発表者名
      牛田俊, 福田憲一郎, 李眞娥, 出口光一郎
    • 雑誌名

      システム制御/情報学会論文集 20・4

      ページ: 160-166

    • NAID

      10019707437

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 人の視覚運動制御系を模擬したカメラ情報に基づく倒立振子むだ時間系のJust-In-Time制御2006

    • 著者名/発表者名
      福田憲一郎, 牛田俊, 出口光一郎
    • 雑誌名

      システム制御/情報学会論文集 20・4

      ページ: 167-173

    • NAID

      10019707452

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ダイナミクスにゆらぎをもつ確率システムの制御性能向上に関する理論解析2006

    • 著者名/発表者名
      牛田俊, 李眞娥, 出口光一郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会 第6回制御部門大会

      ページ: 391-396

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Just-In-Time法によるむだ時間倒立振子系の安定化制御2006

    • 著者名/発表者名
      福田憲一郎, 牛田俊, 出口光一郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会 第230回東北支部研究集会 230-10

      ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 2DOF Motion Stabilization of Biped Robot by Gaze Control Strategy2005

    • 著者名/発表者名
      S.Takizawa, S.Ushida, T.Okatani, K.Deguchi
    • 雑誌名

      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotics and Systems

      ページ: 3809-3814

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Motion Stabilization of Biped Robot by Gaze Control2005

    • 著者名/発表者名
      S.Takizawa, S.Ushida, T.Okatani, K.Deguchi
    • 雑誌名

      IAPR Conference on Machine Vision Applications

      ページ: 324-327

    • NAID

      10018207568

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 注視機構を用いた2足歩行ロボットの動作安定化2005

    • 著者名/発表者名
      滝澤象太, 牛田俊, 出口光一郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会 第5回制御部門大会講演論文集

      ページ: 845-850

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Just-In-Time手法による倒立振子安定化制御器の推定2005

    • 著者名/発表者名
      牛田俊, 福田憲一郎, 出口光一郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会 第5回制御部門大会講演論文集

      ページ: 507-510

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 人の学習運動制御系の振舞いに基づく倒立振子のむだ時間補償制御2005

    • 著者名/発表者名
      牛田俊, 李眞娥, 福田憲一郎, 出口光一郎
    • 雑誌名

      第48回自動制御連合講演会

      ページ: 189-194

    • NAID

      130004599866

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 柔軟物ハンドリングのための視覚計測システムの構成2007

    • 著者名/発表者名
      佐藤大雅、牛田俊、岡谷貴之、出口光一郎
    • 学会等名
      第24回センシングフォーラム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-10-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] プロジェクタ・カメラシステムを用いた仮想反射特製の生成2007

    • 著者名/発表者名
      田中文武、岡谷貴之、牛田俊、出口光一郎
    • 学会等名
      第24回センシングフォーラム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-10-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 人の運動制御の統計的性質に着目した視覚ロボットシステムの振舞いの解析2007

    • 著者名/発表者名
      牛田俊, 福田憲一郎, 出口光一郎
    • 学会等名
      第36回制御理論シンポジウム
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 視覚をもつ人型ロボットに対する身体動作模倣システムの構築2007

    • 著者名/発表者名
      牛田俊、西川弘貴、川村崇正、出口光一郎
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2007
    • 発表場所
      秋田
    • 年月日
      2007-05-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 視覚-ロボットアームからなるJust-In-Time制御系の振舞いの統計解析2007

    • 著者名/発表者名
      牛田俊、福田憲一郎、出口光一郎
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2007
    • 発表場所
      秋田
    • 年月日
      2007-05-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Humanoid Robots, Human-like Machine, Edited by M. Hackel, I-Tech Education and Publishing, Austria, ISBN978-3-902613-07-32007

    • 著者名/発表者名
      Shun Ushida
    • 出版者
      Vision-based Motion Control of a Biped Robot Using 2DOF Gaze Control Structure
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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