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多態推進操作機構を備えた環境適応移動作業ロボットにおける認識行動制御系の獲得

研究課題

研究課題/領域番号 20H00226
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分20:機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

稲葉 雅幸  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (50184726)

研究分担者 小島 邦生  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 講師 (50839131)
木村 航平  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任助教 (50839230)
垣内 洋平  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任准教授 (70501328)
菅井 文仁  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任講師 (30739256)
野田 晋太朗  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任助教 (30825104)
趙 漠居  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任助教 (30825378)
浅野 悠紀  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (40783080)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
45,110千円 (直接経費: 34,700千円、間接経費: 10,410千円)
2023年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2022年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2021年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2020年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
キーワード知能ロボット / 身体可変機能 / トランスフォームロボット / モジュールロボット / ヒューマノイド / 水陸両用ロボット / 飛行変形ロボット / ツール交換多機能ロボット / モジュラーロボット / 合体分離マルチロボット / 多態変形推進操作機能 / 多機能ロボット / 環境認識適応行動 / 移動作業操作行動 / 多態変形変身 / 自己身体推定 / 全身行動制御 / トランスフォーム / 多態推進操作機構 / 移動作業ロボット / 環境適応認識行動 / ロボティクス / 認識行動制御システム / 多態変形機構 / トランスフォーマ / 飛行ロボット / 水中ロボット / センサ融合システム / 環境適応 / 認識行動制御系 / ロボットシステム
研究開始時の研究の概要

本研究は,「多態推進操作機構を備えた環境適応移動作業ロボットにおける認識行動制御系の獲得」と題し,(a) 陸・海・空を移動し,作業可能なロボットの統一的なシステム構成法,(b) 多様な環境に適応し多様な身体態様を変形遷移し体勢操作制御法,(c) 多彩な道具作業の操縦に基づく操作認識・修正補助・獲得方式,(d) 多態推進作業機構を備えた全身表現からのロボット身体の分解組立法生成,を主軸に,従来のロボットに想定された運用環境を越えた環境に対しても自由に移動し,作業する汎用ロボットシステムの認識行動制御系の獲得法を理論と実験の両面から明らかにすることを目的とするものである.

研究成果の概要

本研究は,陸海空など異なる環境を行き来し,様々な作業を行えるロボットの身体機能構成法とその認識行動制御系をテーマとし,(a) 陸・海・空を移動し,作業可能なロボットの統一的なシステム構成法,(b) 多様な環境に適応し多様な身体態様を変形遷移し体勢操作制御法,(c) 多彩な道具作業の操縦に基づく操作認識・修正補助・獲得方式,(d) 多態推進作業機構を備えた全身表現からのロボット身体の分解組立法生成,を主軸に,従来のロボットに想定された運用環境を越えた環境に対しても自由に移動し,作業する汎用ロボットシステムの認識行動制御系の獲得法を理論と実験の両面から明らかにすることを目的とするものである.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,陸海空の環境に固有のロボットではなく,陸上から水中,水中から空中飛行など異なる環境を行き来して多様な道具を使って作業しないといけないロボットの構成法をテーマとしており,その機能を多態推進操作機構の構成法として研究するところに学術的意義がある.また,災害時などは陸海空を自由に移動し,現地へ急行して必要な作業を行うロボットが必要とされるが,それを実現するためのロボットシステムの研究は少なく人がロボットを現地へ運んでいるのが現実であり,雨が降っていても現地へ急行し水の中での作業であっても危険をかえりみずに作業できるロボットの研究でもありそこに社会的意義がある.

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 1件、 査読あり 19件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] バイロータ飛行ユニットを用いた飛行ヒューマノイドロボットによる空中物体運搬操作の実現2024

    • 著者名/発表者名
      安斎智紀,岡田慧,稲葉雅幸
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 42

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of the Assembling System for Structure Transformable Humanoid with Attach-Lock-Detachable Magnetic Coupling2024

    • 著者名/発表者名
      Tasuku Makabe, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • 雑誌名

      Proceedings of The 2024 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2024)

      巻: ICRA2024

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of Morphable StateNet Based on Pseudo-Generalization of Standing Up Motions for Humanoid with Variable Body Structure2024

    • 著者名/発表者名
      Tasuku Makabe, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • 雑誌名

      Proceedings of The 2024 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2024)

      巻: ICRA2024

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of the Whole-body Waterproof Shell Applying and Removing System Using Phase-Change Paraffin and Grease for the Multi-DOF Robot2023

    • 著者名/発表者名
      Tasuku Makabe, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • 雑誌名

      Proceedings of The 2023 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems

      巻: IROS2023 ページ: 10125-10132

    • DOI

      10.1109/iros55552.2023.10341470

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Online Estimation of Self-Body Deflection With Various Sensor Data Based on Directional Statistics2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sato, Kento Kawaharazuka, Tasuku Makabe, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2023 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)

      巻: SII2023 ページ: 101-108

    • DOI

      10.1109/sii55687.2023.10039450

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Control of a Small Humanoid Equipped With Flight Unit and Wheels for Multimodal Locomotion2023

    • 著者名/発表者名
      Sugihara Kazuki、Zhao Moju、Nishio Takuzumi、Makabe Tasuku、Okada Kei、Inaba Masayuki
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 8 号: 9 ページ: 5608-5615

    • DOI

      10.1109/lra.2023.3297065

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reference-Free Learning Bipedal Motor Skills via Assistive Force Curricula2023

    • 著者名/発表者名
      Fan Shi, Yuta Kojio, Tasuku Makabe, Tomoki Anzai, Kunio Kojima, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • 雑誌名

      Robotics Research

      巻: 27 ページ: 304-320

    • DOI

      10.1007/978-3-031-25555-7_21

    • ISBN
      9783031255540, 9783031255557
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Development for Humanoid-Vehicle Transformer Platform with Plastic Resin Structure and Distributed Redundant Sensors2022

    • 著者名/発表者名
      Makabe Tasuku、Hiraoka Naoki、Noda Shintaro、Anzai Tomoki、Kimura Kohei、Hattori Mirai、Sato Hiroya、Sugai Fumihito、Kakiuchi Yohei、Okada Kei、Inaba Masayuki
    • 雑誌名

      in Proceedings of The 2022 IEEE International Conference on Robotics and Automation,

      巻: 1 ページ: 8526-8532

    • DOI

      10.1109/icra46639.2022.9811683

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Amphibious Humanoid Platform for Sensor-based Behavior Acquisition of Whole-body Manipulation Tasks,2022

    • 著者名/発表者名
      Tasuku Makabe, Jihoon Oh, Tomoki Anzai, Yuta Kojio, Shintaro Noda, Yohei Kakiuchi, Kei Okada, Masayuki Inaba:
    • 雑誌名

      in Proceedings of the 2022 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots,

      巻: 1 ページ: 526-533

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Learning Agile Hybrid Whole-body Motor Skills for Thruster-Aided Humanoid Robots2022

    • 著者名/発表者名
      Shi Fan、Anzai Tomoki、Kojio Yuta、Okada Kei、Inaba Masayuki
    • 雑誌名

      in Proceedings of The 2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems,

      巻: 1 ページ: 12986-12993

    • DOI

      10.1109/iros47612.2022.9981974

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elastic Vibration Suppression Control for Multilinked Aerial Robot Using Redundant Degrees-of-Freedom of Thrust Force2022

    • 著者名/発表者名
      Maki Toshiya、Zhao Moju、Okada Kei、Inaba Masayuki
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 7 号: 2 ページ: 2859-2866

    • DOI

      10.1109/lra.2022.3145060

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aerial Manipulation Using Contact with the Environment by Thrust Vectorable Multilinked Aerial Robot2022

    • 著者名/発表者名
      Sugito Nobuki、Zhao Moju、Anzai Tomoki、Nishio Takuzumi、Okada Kei、Inaba Masayuki
    • 雑誌名

      in Proceedings of The 2022 IEEE International Conference on Robotics and Automation,

      巻: 1 ページ: 54-60

    • DOI

      10.1109/icra46639.2022.9811948

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Fall Recovery Motion Generation on Biped Robot With Shell Protector2021

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Kim-Ngoc-Khanh、Kojio Yuta、Noda Shintaro、Sugai Fumihito、Kojima Kunio、Kakiuchi Yohei、Okada Kei、Inaba Masayuki
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 6 号: 4 ページ: 6741-6748

    • DOI

      10.1109/lra.2021.3094234

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circus ANYmal: A Quadruped Learning Dexterous Manipulation with Its Limbs,2021

    • 著者名/発表者名
      Shi, Fan, Homberger, Timon, Lee, Joonho, Miki, Takahiro, Zhao, Moju, Farshidian, Farbod, Okada, Kei, Inaba, Masayuki, Hutter, Marco
    • 雑誌名

      in Proceedings of The 2021 IEEE International Conference on Robotics and Automation,

      巻: ICRA2021 ページ: 2316-2323

    • DOI

      10.1109/icra48506.2021.9561926

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Design and Development of a Flying Humanoid Robot Platform with Bi-copter Flight Unit2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Anzai, Yuta Kojio, Tasuku Makabe, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • 雑誌名

      in Proceedings of the 2020 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots

      巻: Humanoid2020 ページ: 69-75

    • DOI

      10.1109/humanoids47582.2021.9555801

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Amphibious Humanoid for Behavior Acquisition on Land and Underwater2021

    • 著者名/発表者名
      Tasuku Makabe, Tomoki Anzai, Yohei Kakiuchi, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • 雑誌名

      in Proceedings of the 2020 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots

      巻: Humanoids2020 ページ: 104-111

    • DOI

      10.1109/humanoids47582.2021.9555671

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable Control in Climbing and Descending Flight under Upper Walls using Ceiling Effect Model based on Aerodynamics2020

    • 著者名/発表者名
      Takuzumi Nishio, Moju Zhao, Fan Shi, Tomoki Anzai, Kento Kawaharazuka, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • 雑誌名

      Proceedings of The 2020 IEEE International Conference on Robotics and Automation

      巻: ICRA2020 ページ: 172-178

    • DOI

      10.1109/icra40945.2020.9197137

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aerial Regrasping: Pivoting with Transformable Multilink Aerial Robot2020

    • 著者名/発表者名
      Fan Shi, Moju Zhao, Masaki Murooka, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • 雑誌名

      Proceedings of The 2020 IEEE International Conference on Robotics and Automation

      巻: ICRA2020 ページ: 200-207

    • DOI

      10.1109/icra40945.2020.9196576

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model Reference Adaptive Control of Multirotor for Missions with Dynamic Change of Payloads During Flight2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Maki, Moju Zhao, Fan Shi, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • 雑誌名

      Proceedings of The 2020 IEEE International Conference on Robotics and Automation

      巻: ICRA2020 ページ: 7433-7439

    • DOI

      10.1109/icra40945.2020.9196861

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 開放駆動状態切り替え可能なウォームギア減速機構を有する小型多種ロボット構成キットサーボモジュールの開発と応用,2023

    • 著者名/発表者名
      真壁 佑, 姫野 智弥, 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'23 講演論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 足部車輪機構を備えた飛行ヒューマノイドによる複数形態移動と空中動作実現,2023

    • 著者名/発表者名
      杉原 和輝, 趙 漠居, 西尾 卓純, 真壁 佑, 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'23 講演論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] セルフロック減速機構と冗長センサを備えたサーボモジュールの設計開発と多関節アームにおける応用2022

    • 著者名/発表者名
      真壁佑, 河原塚健人, 永松祐弥, 安齋智紀, 菅井文仁, 岡田慧, 稲葉雅幸
    • 学会等名
      第40回日本ロボット学会学術講演会講演論文集
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 小型ロボットにおける通信に基づくコネクタ脱着故障の認識とケーブル装着修理動作の実現2022

    • 著者名/発表者名
      海士部宏紀, 河村 洋一郎, 真壁 佑, 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'22
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 飛行ユニットを備えたヒューマノイドにおける推力偏向制御に基づく転倒回避に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      杉原 和輝, 西尾 卓純, 趙 漠居, 真壁 佑, 岡田 慧, 稲葉 雅幸
    • 学会等名
      第40回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マルチリンク型飛行ロボットによる屋外環境における自律ブロック運搬設置動作の実現2021

    • 著者名/発表者名
      安齋 智紀, 趙 漠居, 菅家 颯太, 石 凡, 西尾 卓純, 岡田 慧, 稲葉 雅幸
    • 学会等名
      第39回日本ロボット学会学術講演会講演論文集
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 逐次的な把持状態変化を考慮した適応的道具先端操作学習2021

    • 著者名/発表者名
      河原塚 健人, 岡田 慧, 稲葉 雅幸
    • 学会等名
      第22回SICEシステムインテグレーション部門講演会講演概要集
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 腰部軸を備えた用途適応三輪車型パーソナルモビリティロボットの開発2020

    • 著者名/発表者名
      真壁佑,永松裕弥,木村航平,菅井文仁,岡田慧,稲葉雅幸
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 低剛性の樹脂製ヒューマノイドにおける視覚に基づく重力補償行動の獲得2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤 裕弥, 真壁 佑, 木村 航平, 岡田 慧, 稲葉 雅幸
    • 学会等名
      第21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(SI2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] エージェントシステム 2021年度

    • URL

      https://github.com/agent-system/lecture2021

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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