ロボットの力制御を統合的に扱う拡散パラメータ型マルチスケール・マルチラテラル制御

• 研究課題/領域番号: 17K06251
• 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: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 神永 拓 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 (90571571)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 力制御 / Sパラメータ / 遠隔操作 / 油圧駆動系 / フィールドバス / 電気静油圧アクチュエータ / 波変数 / 遠隔制御 / 知能機械

研究成果の概要

ロボットの使用する大きな目的の一つは人の作業の代替である。人の行う作業はジェスチャーや会話など接触を伴わないものもあるが、多くの作業な物理的な接触を伴う。接触の制御はすなわち接触力の制御である。ところが、力を制御することと位置を制御することは両立せず、どのようにこれらを調停するかは一つの問題であった。本研究では，力制御を含む制御系を構成する上で、システムへの入力をエネルギの一種ととらえ、その相互作用を考えた設計を行うことを目的とする。そのために、遠隔操作で用いられる波変数、すなわち、高周波電気工学の分野で用いられるSパラメータのアナロジーを用いて相互作用力を記述する方法を研究した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、Sパラメータの機械システムでの利用の可能性が示された。Sパラメータを用いることで、モータ電流や速度といったモータ側の量の計測すれば、接触状態の計測を有無の2値判定でなく、程度も含めて検出できるようになり、接触を伴う機械システムの可能性を広げた。また、負荷の状態に応じて効率的にエネルギの伝達が行われているかを知ることが可能になり、将来的には機械システムの効率化に寄与することが期待できる。

研究成果

• [国際共同研究] CNRS(フランス)
• [雑誌論文] Spatial Calibration of Humanoid Robot Flexible Tactile Skin for Human?Robot Interaction (2023)
  • 著者名/発表者名: Chefchaouni Moussaoui Selim、Cisneros-Limon Rafael、Kaminaga Hiroshi、Benallegue Mehdi、Nobeshima Taiki、Kanazawa Shusuke、Kanehiro Fumio
  • 雑誌名: Sensors 巻: 23 号: 9 ページ: 4569-4569
  • DOI: 10.3390/s23094569
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Enhancement of Team JANUS’ cybernetic avatar system for exploration and skill transfer (2023)
  • 著者名/発表者名: R. Cisneros, A. Dallard, M. Benallegue, K. Kaneko, H. Kaminaga, P. Gergondet, A. Tanguy, C. Fournier, R.P. Singh, Y. Chen, S. Chefchaouni, G. Lorthioir, Y. Osawa, M. Tsuru, L. Sun, M. Morisawa, G. Caron, M. Ono, K. Shirasaka, S. Wada, H. Wada, F. Kanehiro, and A. Kheddar
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation, 2nd workshop toward robot avatars
  • 国際学会