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足場周辺状況に応じた歩行生成と即時反応制御に基づくヒューマノイドの作業実現の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17J06470
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 知能ロボティクス
研究機関東京大学

研究代表者

小椎尾 侑多  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードヒューマノイド / 二足歩行 / バランス制御 / ヒューマノイドロボット
研究実績の概要

本年度では,視覚センサにより得られた足場情報を利用した歩容生成法を提案した.凸包に関するアルゴリズムを活用し,前年度の提案制御法と統合することで,複雑な足場環境でも高速な歩容決定が可能となり,飛石環境における安定歩行および Push Recoveryを実現した.スパースな足場におけるロボットの現在安定状態を考慮した着地位置決定はこれまでなされていなかった成果である.また,従来の歩行計画器は未来の着地位置列を厳密に計画する必要があったが,本手法により上位の計画器は大まかな経路と着地可能領域を決定するだけでよくなり,よりロバストなシステムとなる.
環境接触や物体操作を有する作業を行うためには,未知作業力をオンラインで推定しつつ,作業力とは無関係な外乱にも対処できることが求められる.そこで,作業力および外乱の継続性に着目し,長期的外乱を作業力として推定し,短期的外乱を即時反応制御により対処する手法を提案した.力センサなどを用いて外力自体を推定するのではなく,外力が重心位置に働いているとして扱い,その影響を推定し間接的に必要作業力を考慮することで接触状態に依存しない対処が可能となる.これを用いて台車などの未知物体操作実験を行った.
最後に,これらの手法を統合した自律作業システムを構築した.提案手法は,(i)接触状態を問わない,(ii)作業動作姿勢の考慮,(iii)周辺環境に応じた安定化,(iv)立位時および歩行中の状況に応じた転倒回避,が特徴である.したがって,提案制御法が作業内容やシステムに対して新たに制約を課さない.これを用いて,外乱状況下でも人間の介入なく,バルブ操作やシャベルを用いた掘削作業などの自律作業を継続できるようになることを実機実験により示した.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

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

  • [雑誌論文] 等身大ヒューマノイド用防水スーツの開発とオンライン浮力推定および着地位置修正による水中歩行制御2019

    • 著者名/発表者名
      Kojio Yuta、Nozawa Shunichi、Sugai Fumihito、Kakiuchi Yohei、Kei Okada、Inaba Masayuki
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 37 号: 5 ページ: 427-437

    • DOI

      10.7210/jrsj.37.427

    • NAID

      130007663971

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 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
  • [学会発表] 足場が限られた環境における着地可能領域を考慮した即応歩容生成2020

    • 著者名/発表者名
      小椎尾 侑多, 大森 悠貴, 小島 邦生, 菅井 文仁, 垣内 洋平, 岡田 慧, 稲葉 雅幸
    • 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’20 講演論文集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Unified Balance Control for Biped Robots Including Modification of Footsteps with Angular Momentum and Falling Detection Based on Capturability2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kojio, Yasuhiro Ishiguro, Kim-Ngoc-Khanh Nguyen, Fumihito Sugai, Yohei Kakiuchi, Kei Okada, Inaba Masayuki
    • 学会等名
      2019 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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