| 研究課題/領域番号 |
20K04369
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
奥川 雅之 愛知工業大学, 工学部, 教授 (50290747)
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| 研究分担者 |
木村 哲也 長岡技術科学大学, 技術経営研究科, 准教授 (70273802)
大金 一二 新潟工科大学, 工学部, 准教授 (70255230)
衣笠 哲也 岡山理科大学, 工学部, 教授 (20321474)
大坪 義一 近畿大学, 理工学部, 准教授 (90257973)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 移動ロボット / 不整地走破 / 対地適応性 / 環境適応 / コンプライアンス / ダイナミクス / 標準試験法 / 移動知 / クローラロボット / リアルタイム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ロボットが未知な凹凸路面や階段をスムーズに踏破するためには，機構自由度を必要とするため，熟練操縦者や適切な制御則が要求される．申請者は，サブクローラを有するクローラロボットの対地適応性にはサブクローラ回転ジョイントのコンプライアンス性が大きな影響を与えていることを見出した．しかし，種々の走破／踏破環境に適したコンプライアンス性については議論がされていない．本研究では，生物の振る舞いを参考にロボットと障害との相互作用を考慮したシンプルかつ統一的な制御方法を見出し，未知の不整地をスムーズ（自然な動きで）に走破できる「リアルタイム環境適応能力」を有したロボットの実現を目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，能動型対地適応クローラロボットのサブクローラ回転ジョイント部に対して可変コンプライアンス制御系の実装を提案し，種々の路面環境に対するサブクローラ回転ジョイント部コンプライアンスの影響を実験により考察した．提案手法により，障害の位置や高さなどの外部環境情報を得ることなく，路面変化に応じてサブクローラ角度が適宜制御されることから，未知の環境（路面状況）変化に対してリアルタイムに適応が可能であるとともに，ロボットの姿勢情報をもとに，サブクローラ回転ジョイントのコンプライアンスを随時変更することにより障害走破性能を補償できる可能性を示唆することができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の制御工学的な手法では，未知環境空間に対する制御則の導出は困難である．本研究成果は，ロボットと障害物との相互作用に注目し，機構の受動性と能動制御系の利点を融合した制御系設計手法として非常に特色ある研究である．
本研究の成果は，リアルタイム環境適応機能を有したフィールドロボットに関する設計から評価まで一貫した研究基盤の確立に貢献するものである．コンプライアンス制御のように単純な制御則により，災害現場のような非限定環境下での変化に対するロバストな制御手法を確立できれば，災害対応だけでなく，社会インフラやプラントのメンテナンスなど，種々の調査ロボットに関する自律制御の実現に貢献できるものと考える.
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