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動的環境に対してリアルタイムに適応可能な冗長多関節ロボットにおける動作計画

研究課題

研究課題/領域番号 21J10420
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
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
研究機関東京都立大学

研究代表者

関口 叡範  東京都立大学, 大学院システムデザイン研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードロボット / 動作計画 / モーションプランニング
研究開始時の研究の概要

本研究では,産業用ロボットアームなどのような多関節ロボットの動作(関節軌道)を自動で生成するための技術開発を行っている.本研究で開発するモーションプランニング(動作計画)の技術は,動作の教示(ティーチング)に必要となる労力を削減することができるため,ロボットによる作業の自動化を促進させられることが期待される.また,本研究で開発するアルゴリズムはオープンソースとして公開する予定である.

研究実績の概要

本研究では,冗長多関節ロボット(産業用ロボットアームや移動マニピュレータなど)に用いられている動作計画(モーションプランニング)に着目した技術開発を行っている.動作計画とは,ロボットが目標に到達するまでの関節軌道を自動で生成する処理工程であり,軌道の計算時には障害物や関節角度の可動域制限を同時に考慮する必要がある.多関節ロボットのコントローラに動作計画の機能を実装することで,ロボットによる作業の自動化を促進できることが期待される.本研究では,先行研究とは異なる原理で動作計画を行う技術を開発しており, 本研究分野の中で新たな領域を開拓することや,動作計画の性能を向上させることを目的としている.
今年度に実施した研究活動は3つある.1つ目の研究活動は,学術論文の執筆である.本研究で提案している動作計画の原理は,運動学の性質を活用したものとなっており,その運動学に関する学術論文を執筆した.この論文は日本ロボット学会の学術論文誌に掲載された.2つ目の研究活動は,民間企業との共同研究を介した研究成果の社会還元である.本研究で生み出された技術は,民間企業で開発されている双腕型の移動マニピュレータに採用されており,学外への技術提供という形で社会還元を行った.3つ目の研究活動は,研究成果のオープンソース化である.本研究の成果を他の研究者やエンジニアが再現するためには,高度なプログラミングの知識が必要となるため,後発の研究が発展しないという問題が生じ得るが,この問題をオープンソース化によって解決することを試みた.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 汎用性と各関節の可動性を考慮したロボット運動学の定式化手法2023

    • 著者名/発表者名
      関口叡範, 武居直行
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 41 号: 2 ページ: 175-186

    • DOI

      10.7210/jrsj.41.175

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 始点と終点におけるロボット全体の幾何学的性質に基づいた冗長多関節ロボットの動作計画2022

    • 著者名/発表者名
      関口叡範, 武居直行
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 40 号: 2 ページ: 154-161

    • DOI

      10.7210/jrsj.40.154

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 複数の腕や脚,直進対偶,平行4節リンクを包摂したロボット運動学の定式化手法, 第27回ロボティクスシンポジア2022

    • 著者名/発表者名
      関口叡範, 武居直行
    • 学会等名
      第27回ロボティクスシンポジア
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Motion Planning for Redundant Robots Based on Geometrical Properties of Initial and Goal Configuration2021

    • 著者名/発表者名
      M. Sekiguchi, N. Takesue
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Mechatronics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] OpenRCF 公式ホームページ

    • URL

      https://mase.openrcf.site/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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