| 研究課題/領域番号 |
21K14102
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
萬 礼応 筑波大学, システム情報系, 助教 (40781159)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 行動・動作計画 / 移動マニピュレータ型ロボット / 未知環境探索 / 掃除計画 / 集合被覆問題 / 意思決定 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ロボットが複雑なタスクを実行するためには、周囲の状況を解釈して、目標の状態になるように、移動やマニピュレーションなどの行動・動作を適宜選択（意思決定）し、行動を切替える際の動作をシームレスに実行できる必要がある。そこで本研究では、ロボットが有する要素機能を実行可能な空間と行動の目標動作空間をそれぞれ新たに定義し、その空間をつなぐように経路／軌道計画を行うことで、知識表現（記号）と物理空間（信号）をつなぎ、柔軟に意思決定／複数の行動から計画された動作フローをシームレスに実行可能な行動・動作計画フレームワークを提案し、実機検証を行う。
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| 研究成果の概要 |
人の生活環境下で、ロボットが複雑なタスクを実行するためには、ロボット自身の機能と周囲の状況に基づいて、目標の状態になるように、必要な行動・動作を適宜選択し、動作を実行できる必要がある。先端にRGB-Dカメラを搭載した移動マニピュレータ型ロボットの3次元環境地図生成に対して、観測範囲と未観測な領域を観測可能な量を考慮して、移動とカメラ姿勢を逐次決定する方法を提案し、効率的な探索行動が実現できることを確認した。また、テーブルや棚の拭き掃除に対して、マニピュレータの先端が届く範囲と掃除対象領域を考慮して、集合被覆問題を適用することで、経路長と作業時間の観点で効率的な作業が実行できることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生活支援ロボットの研究が盛んに行われ、要求されるタスクも複雑になりつつある。本研究では、移動マニピュレータ型ロボットを対象に、移動・マニピュレーション・観測の機能の観点から行動・動作計画を行う方法を提案した。3次元環境地図生成において、移動とカメラ姿勢を逐次決定することで、効率的な3次元環境探索手法を提案した。また、テーブルや棚の拭き掃除に対して、マニピュレータの先端が届く範囲と掃除対象領域を考慮して、集合被覆問題を適用することで、経路長と作業時間の観点で効率的な掃除動作計画を提案した。提案のフレームワークは拭き作業だけでなく、探索や片付けなど生活環境で求められる作業への応用も可能である。
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