| 研究課題/領域番号 |
20H02124
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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 | 中部大学 (2021-2022)
国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2020) |
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研究代表者 |
梶田 秀司 中部大学, 工学部, 教授 (90356767)
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| 研究分担者 |
三平 満司 東京工業大学, 工学院, 教授 (00196338)
金子 健二 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, 上級主任研究員 (10356800)
伊吹 竜也 明治大学, 理工学部, 専任講師 (30725023)
阪口 健 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, 主任研究員 (80357095)
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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 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2020年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | ヒューマノイドロボット / 2足歩行ロボット / 制御理論 / ２足歩行ロボット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
人間型ロボットがさまざまなドアを人と同程度の速度と信頼性を持って通過するための制御理論を研究しこれを実現する。
ドア通過では、ロボットが手先や体の一部を環境に接触させ、力を及ぼしつつ歩行を継続しなくてはならない。これは従来の歩行制御理論では困難な課題であった。
本研究では、提案者らが近年考案した「空間量子化ダイナミクス」と呼ぶ新しいモデル化手法、および近年注目をあびるリーマン計量に基づいた軌道生成・制御技術を融合することによりこの問題をスマートに解決する。
さらに研究の過程で得られた知見を一般化することにより、ヒューマノイド以外の一般的なロボットで利用できる形への理論の拡張と整備を行う。
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| 研究成果の概要 |
従来、直進歩行に限定されていた空間量子化ダイナミクスを任意の曲線に沿った歩行を実現できるように理論を拡張し、膝を伸ばした大股での曲線上の２足歩行を動力学シミュレータ上で実現した。ロボット運動学のリーマン多様体上での定式化を図り、冗長マニピュレータの逆運動学に関する新たな知見を得たほか、動的な障害物がある環境における、即応的な意思決定・運動生成についての研究を行った。
研究用ロボットとして、構造部品を3Dプリンタで制作した12自由度の２足歩行ロボット、切削部品を活用した高い可搬重量をもつ脚機構および、人型ロボットの上半身として全15自由度の双腕マニピュレータの設計・開発を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、複雑な環境においてロボットが動力学的制約と運動学的（幾何学的）制約を満たしつつ、タスクを完遂するための理論を確立するとともに、それを実験で示すことを目指した。本研究の成果として、膝を伸ばしつつ大股で2足歩行を行える制御技術、人の腕のような冗長なマニピュレータの制御に関する新たな知見等が得られた。これらの知見は近い将来、人間の居住空間において人と同程度の速度と信頼性をもって移動し作業を行うロボットを実現するために有用なものである。
さらに、本研究で試みた安価で使い勝手のよいロボットプラットフォーム構築についての知見は、今後のロボット研究の加速に寄与できると考える。
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