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異方性と不確定性を内包したフリークライミングロボットの自律歩容原理

研究課題

研究課題/領域番号 18K13721
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
研究機関九州工業大学 (2019)
東北大学 (2018)

研究代表者

永岡 健司  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60612520)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードフリークライミング / 鉤爪グリッパ / 把持力 / 自律歩容原理 / 断崖絶壁クライミング / 惑星探査ロボット / 把持力の力学的異方性 / フリークライミングロボティクス / 極限探査ロボット / 自律歩容
研究成果の概要

本研究では,崖地などの凹凸急傾斜地形でのフリークライミングロボットの実現を目的とし,自律歩容制御原理の構築に取り組んだ.本研究の主な成果として,鉤爪型グリッパによる力学体系を明らかにし,グリッパ把持力の力学的異方性を考慮した把持可能点を抽出する手法を構築した.さらに,これら情報を融合して,目的地方向への移動量,転倒や滑落に対する(静的・動的な)安定余裕とグリッパの可到達範囲を考慮した歩容制御則を構築した.本研究による提案手法は,実機実験とシミュレーションを組み合わせた検証により,その有効性を示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で扱うフリークライミングロボティクスは,グリッパ(ロボットハンド)の力学的異方性を内包した歩容原理を扱う点で,従来の理想条件下での脚歩行ロボットの研究を包括する.したがって,より一般化した多脚歩容の力学体系を切り開く研究領域といえる.さらに,本研究により実問題を想定した新しい自律歩容制御則を構築することで,これまで無人の探査ロボットがアクセスできなかった過酷な自然の極限環境(特に,急峻な崖や洞窟,渓谷など)でのロボット技術の応用を可能とすることが期待できる.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Passive Spine Gripper for Free-Climbing Robot in Extreme Terrain2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nagaoka, Hayato Minote, Kyohei Maruya, Yuki Shirai, Kazuya Yoshida, Takeshi Hakamada, Hirotaka Sawada, and Takashi Kubota
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 3 号: 3 ページ: 1765-1770

    • DOI

      10.1109/lra.2018.2794517

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 凹凸地形における鉤爪型ロボットグリッパ―のなぞり把持の提案2020

    • 著者名/発表者名
      川口大輝, 永岡健司
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フリークライミングロボットのための地形とグリッパの幾何学形状にもとづく把持候補点検出手法2020

    • 著者名/発表者名
      羽地啓悟, 宇野健太朗, 永岡健司, 吉田和哉
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Motion Control for a Quadruped Ground-Gripping Robot for Minor Body Exploration2019

    • 著者名/発表者名
      Warley F. R. Ribeiro, Kentaro Uno, Kenji Nagaoka, Kazuya Yoshida
    • 学会等名
      The 32nd International Symposium on Space Technology and Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gait Planning for a Free-Climbing Robot based on Tumble Stability2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Uno, Warley F. R. Ribeiro, William Jones, Yuki Shirai, Hayato Minote, Kenji Nagaoka, Kazuya Yoshida
    • 学会等名
      The 2019 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gait Analysis of a Free-Climbing Robot on Sloped Terrain for Lunar and Planetary Exploration2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shirai, Hayato Minote, Kenji Nagaoka, Kazuya Yoshida
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フリークライミングロボットのための歩容計画法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      宇野健太郎, Warley F. R. Ribeiro, 白井有樹, 永岡健司, 吉田和哉
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 崖降り・崖登り探査のための脚型ロボットの研究開発2018

    • 著者名/発表者名
      吉田和哉, 永岡健司, 宇野健太朗, 白井有樹, William Jones
    • 学会等名
      第62回宇宙科学技術連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Passive Spine Gripper for Free-Climbing Robot in Extreme Terrain2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nagaoka, Hayato Minote, Kyohei Maruya, Yuki Shirai, Kazuya Yoshida, Takeshi Hakamada, Hirotaka Sawada, and Takashi Kubota
    • 学会等名
      The 2018 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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