| 研究課題/領域番号 |
19K20371
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分61050:知能ロボティクス関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2020-2021)
東京大学 (2019) |
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研究代表者 |
室岡 雅樹 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, 研究員 (70825017)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | ロボティクス / 最適化 / 動作計画 / ロボット / 運動生成 / リーチャビリティマップ / ロボット動作生成 / Multi-posture IK / ヒューマノイド / マニピュレーション / センシング / 数理最適化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，ロボットの身体と行動知能を同時に探索する枠組みを確立することを目的とする． 身体と動作のパラメータを統一的に扱う力学・運動学モデリングと人間によるタスク実演計測データの統計的分析によって，身体を形成するセンサとアクチュエータの最適な構成をタスク実現性の観点から客観的に決定する．この結果に基づいて，新規構成ロボット製作や既存ロボット道具拡張を行い，ロボットによる実現が望まれる実世界タスクに適用することで，身体・知能同時探索を多方面のロボティクスアプリケーションに適用し評価を行う．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，最適化に基づくロボットの動作生成手法を拡張しロボットの動作と身体を同時に探索する手法を確立することを目標とした．そのために，第一に，所与のタスクを実現する時系列のロボット姿勢列を逐次二次計画法により決定する動作生成手法を開発した．第二に，ロボットの身体構造を可変のリンク長と関節軸向きとしてパラメータ化し，先述の動作生成手法において，動作を記述するパラメータと身体構造を記述するパラメータの双方を設計変数として同時に最適化することで，関節トルクなどの指標を最小にする身体構造を決定する手法を開発した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，ロボットの身体の設計とロボットの動作の生成という別々に扱われることの多い２つのプロセスを同時に扱うための技術を確立することを目的とした．これにより，実行するタスクに応じて身体サイズや消費エネルギーの観点でより効率的なロボットの身体と動作を生成することで，ロボットが実社会に適用される際にその有用性を向上させることに寄与すると考える．本研究成果は，人型ロボットのアームの関節配置の探索から工場を模した環境でのマニピュレータ配置の探索まで，本技術が様々なスケールの問題に適用可能であることを示している．
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