| 研究課題/領域番号 |
20H02110
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 北海道大学 (2022)
広島大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
妹尾 拓 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (10512113)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2020年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | 知能ロボティクス / 機械力学 / 感覚行動システム / 力制御 / ロボットマニピュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，ロボットハンドの柔軟性を機構的・制御的に実現することで，対象との接触応答をリアルタイムに調整可能なフィジカルインタラクションの実現を目的とする．ハードウェアとして低摩擦アクチュエータを開発してロボットハンドへ実装することで，バックドライバビリティの高い接触動作を実現する．同時に，変形モデルベースの力制御手法を開発することで，衝撃吸収や跳ね返り抑制が可能な柔軟特性を実現する．これらの技術を統合することで，柔らかい動きだけでなく強固な把持や精密な位置決めなどの広帯域をカバーする柔軟性調整力を実証し，新たなロボットアプリケーションの開拓を目指したレオロジーロボティクスを確立する．
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| 研究成果の概要 |
ロボットハンドの柔軟性を機構的・制御的に実現することで，対象との接触応答をリアルタイムに調整可能なフィジカルインタラクションを実現した．ハードウェアとして，磁石歯車による非接触伝達機構から成る低摩擦アクチュエータを用いて，バックドライバビリティの高いロボットグリッパを開発した．制御則として，インタラクションによって生じるロボットの位置姿勢変化を変形モデルベースの力制御則で再現し，衝撃吸収や跳ね返り抑制が可能な可塑的動作を基軸とした多様な柔軟特性を実現した．これらの技術を統合することで，高速移動しながら対象を低衝撃で弾かずに掴むマニピュレーションを実現し，柔軟性と高速性の両立を実証した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
インタラクションによって生じるロボットの運動を“変形”という概念で再定義し，ロボット制御手法を体系化する点が学術的な意義である．柔軟性を実現するシステム設計のアプローチとして，ソフトロボティクスのような弾性材料を組み込む手法とは異なり，関節やリンクを剛体メカニズムで構成しながら物理的摩擦を極限まで低減することで，高バックドライバビリティと制御性の両立を達成する点が独創的である．制御/ハードウェアの両面からロボットインタラクションに関する理論的・技術的基盤を刷新し，積極的に非停止状態を利用しながら衝撃緩和により高速マニピュレーションを実現可能にした点は社会的意義がある．
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