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適応的身体表現に基づくヒューマノイドロボットの全身最適制御

研究課題

研究課題/領域番号 19K21540
補助金の研究課題番号 18H06472 (2018)
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金 (2019)
補助金 (2018)
審査区分 1001:情報科学、情報工学およびその関連分野
研究機関株式会社国際電気通信基礎技術研究所

研究代表者

石原 弘二  株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報通信総合研究所, 研究員 (40822531)

研究期間 (年度) 2018-08-24 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード最適制御 / ヒューマノイドロボット / 低次元モデル / 運動生成
研究開始時の研究の概要

多くの関節を持つヒューマノイドロボットのような高い自由度の対象に対し,最適制御を用いた運動生成を行うことは計算時間の観点から困難であった.そこで本研究では,運動タスクの達成に必要な身体部位から成る低次元の身体表現を適応的に導出し,低次元の身体表現のもとで運動生成を行う手法を開発する.タスクに対して運動を生成する際に,より少ない自由度の身体表現のもとで最適制御を行うことが可能になるため,計算時間の短縮を実現できる.

研究成果の概要

ヒューマノイドロボットのような多くの関節を持つロボットに対し、最適制御を用いて運動を生成することは、多くの計算時間がかかるため困難だった。そこで本研究では、運動タスクの達成に必要な身体部位を導出し、その低次元の身体表現のもとで最適制御による運動生成を行う手法を開発した。計算時間は身体表現に含まれる部位の数に依存するため、より少ない身体部位のもとで最適制御を行うことで計算時間の短縮を実現でき、ヒューマノイドロボットの運動をリアルタイムに生成できるようになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒューマノイドロボットが様々なタスクをヒトの替わりに行うことは、自然災害への対応、超高齢化社会、労働力不足などの社会的課題への共通の解決策として広く期待されている。この実現のためには、ヒューマノイドロボットには様々な運動を生成することが求められ、最適制御はそのような多様な運動を生成するための有効な方法である。本研究は、従来の方法では困難であった、最適制御を用いたヒューマノイドロボットの全身の運動生成を可能にした点で学術的意義が高く、実際にヒューマノイドロボットの様々な運動を生成可能であることを明らかにしているため、社会的意義も高いと考えられる。

報告書

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

    (5件)

すべて 2020 2019 その他

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 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Full-body optimal control toward versatile and agile behaviors in a humanoid robot2019

    • 著者名/発表者名
      Koji ISHIHARA,Takeshi D. ITOH,Jun MORIMOTO
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 15 号: 1 ページ: 119-126

    • DOI

      10.1109/lra.2019.2947001

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 階層モデルを用いた人型ロボットの運動生成2020

    • 著者名/発表者名
      石原弘二
    • 学会等名
      異分野融合ワークショップ「脳型情報処理によるロボットラーニングの技術革新」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Full-Body Optimal Control Toward Versatile and Agile Behaviors in a Humanoid Robot2019

    • 著者名/発表者名
      Ishihara Koji、Itoh Takeshi D.、Morimoto Jun
    • 学会等名
      2019 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots (RA-L option)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人型ロボットの階層的な全身運動制御2019

    • 著者名/発表者名
      石原弘二
    • 学会等名
      第9回脳型人工知能とその応用ミニワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] ブレインロボットインタフェース研究室 Journal papers

    • URL

      https://bicr.atr.jp/bri/publication/journal-papers/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-08-27   更新日: 2024-03-26  

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