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可変力学拘束を持つ周期運動系としての次世代歩行制御理論の基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 24560542
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 制御工学
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

浅野 文彦  北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 准教授 (70415066)

研究分担者 原田 祐志  広島大学, 大学院工学研究院, 助教 (00456691)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード歩行ロボット / 安定性 / 歩容生成 / 動的システム理論 / 機械力学 / 運動制御 / ゼロダイナミクス / 劣駆動システム / 制御工学 / システム理論 / 生体工学 / 知能ロボティックス / 知能機械 / 機械力学・制御 / 生物・生体工学
研究成果の概要

脚式ロボットのリミットサイクルを規範とした歩行運動の解析法に関して、主に以下の理論的研究成果を得た。運動の線形近似と力学的エネルギーの2次近似を用いることで、衝突姿勢拘束を達成するリミットサイクル型動歩行における状態誤差遷移関数の完全解析解の導出法を考案した。また、この解に基づく動的歩容の安定性と収束性の解析理論を構築し、数値積分を行うことなく生成される歩行運動のハイブリッド・ゼロダイナミクスの振舞いをを瞬時に知ることを可能した。更に理論に基づく歩行解析を通して、システムパラメータに伴う収束特性の変化傾向や立脚相と衝突相の安定性の関係などを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (35件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Stability analysis of underactuated compass gait based on linearization of motion2015

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Asano
    • 雑誌名

      Multibody System Dynamics

      巻: 33 号: 1 ページ: 93-111

    • DOI

      10.1007/s11044-014-9416-9

    • NAID

      120006534651

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Efficiency analysis of two-period asymmetric gaits2014

    • 著者名/発表者名
      Yuji Harata, Koji Iwano, Fumihiko Asano, Takashi Ikeda
    • 雑誌名

      International Journal of Dynamics and Control

      巻: 2 号: 3 ページ: 304-313

    • DOI

      10.1007/s40435-013-0048-3

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 衝突姿勢拘束をもつリミットサイクル型動歩行の安定性解析2014

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 50 号: 7 ページ: 509-517

    • DOI

      10.9746/sicetr.50.509

    • NAID

      130004679638

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Modeling, control and analysis of limit cycle walking on slippery road surface2014

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Asano, Yasunori Kikuchi, Masahiro Shibata
    • 雑誌名

      International Journal of Dynamics and Control

      巻: 2 号: 4 ページ: 463-473

    • DOI

      10.1007/s40435-014-0084-7

    • NAID

      120005652023

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Modeling and analysis of passive viscoelastic-legged rimless wheel that generates measurable period of double-limb support2014

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Asano, Junji Kawamoto
    • 雑誌名

      Multibody System Dynamics

      巻: 31 号: 2 ページ: 111-126

    • DOI

      10.1007/s11044-013-9367-6

    • NAID

      120005357359

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 受動・能動Rimless Wheelの動的歩容に内在する安定原理とその有限整定歩容生成への応用2013

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 31 号: 4 ページ: 435-445

    • DOI

      10.7210/jrsj.31.435

    • NAID

      10031167746

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Analytical solution of target steady walking speed in 1-DOF limit cycle walking2015

    • 著者名/発表者名
      Xuan Xiao, Fumihiko Asano
    • 学会等名
      2015 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Seattle, Washington, USA
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 目標整定時間の調節に依存しない劣駆動リムレスホイールの漸近安定歩容生成2015

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
    • 発表場所
      京都市勧業館(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-05-17 – 2015-05-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 脚式歩行における線形時変系に対する安定解析2015

    • 著者名/発表者名
      原田祐志,加藤洋太朗,浅野文彦,池田隆
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
    • 発表場所
      京都市勧業館(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-05-17 – 2015-05-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 床面との滑り接触を考慮した2脚ロボットの受動歩行解析2015

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦,坂利昭,藤本哲朗
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
    • 発表場所
      京都市勧業館(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-05-17 – 2015-05-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 平面正八角形構造をした劣駆動歩行ロボットの開発と基礎実験2015

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦,肖軒,板本拓也,徳田功
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
    • 発表場所
      京都市勧業館(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-05-17 – 2015-05-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] リミットサイクル型動歩行のデータ計測システムの開発と基礎実験2015

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦,肖軒,福田豪,徳田功
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
    • 発表場所
      京都市勧業館(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-05-17 – 2015-05-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 随意運動としての劣駆動2脚歩容生成について2014

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦
    • 学会等名
      第15回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都江東区)
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] リミットサイクル型動歩行における段差踏破時の運動特性解析2014

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦,菊地保公
    • 学会等名
      第15回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都江東区)
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 直動脚をもつコンパス型2脚歩行ロボットの安定解析2014

    • 著者名/発表者名
      加藤洋太朗,原田祐志,浅野文彦,池田隆
    • 学会等名
      第15回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都江東区)
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Limit cycle walking of underactuated bipedal humanoid on slippery road surface2014

    • 著者名/発表者名
      Xuan Xiao, Yasunori Kikuchi, Fumihiko Asano, Tetsuro Fujimoto
    • 学会等名
      The 14th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of wobbling mass as shock-absorber in limit cycle walking and its application to micro vibration modeling2014

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Asano, Isao Tokuda, Yukihiro Akutsu
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence
    • 発表場所
      Kuala Lumpur, Malaysia
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Approximate solution of steady step period in one-period limit cycle walking based on discretization of control input2014

    • 著者名/発表者名
      Xuan Xiao, Fumihiko Asano
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence
    • 発表場所
      Kuala Lumpur, Malaysia
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 劣駆動2脚動歩行における対称軌道生成と脚フレームの形状変化に基づく軌道追従速度の調節2014

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦
    • 学会等名
      第32回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      九州産業大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Analytical solution of steady step period in 1-dof limit cycle walking driven by stepwise control inputs2014

    • 著者名/発表者名
      Xuan Xiao, Fumihiko Asano
    • 学会等名
      2014 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation
    • 発表場所
      Tianjin, China
    • 年月日
      2014-08-03 – 2014-08-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Stability analysis method independent of numerical integration for limit cycle walking with constraint on impact posture2014

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Asano
    • 学会等名
      2014 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2014-05-31 – 2014-06-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 膝関節を有する劣駆動2脚歩容の収束特性解析2014

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦,菊地保公
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2014
    • 発表場所
      富山市総合体育館(富山県富山市)
    • 年月日
      2014-05-25 – 2014-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 滑り接触を考慮した劣駆動リムレスホイールのスキップ歩容生成2014

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦,米谷尚洋,寺田夕貴,上島駿平,中村勇貴
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2014
    • 発表場所
      富山市総合体育館(富山県富山市)
    • 年月日
      2014-05-25 – 2014-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Underactuated bipedal walking with knees that generates measurable period of double-limb support2013

    • 著者名/発表者名
      Masataka Ohshima, Fumihiko Asano
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Role of deceleration effect in efficient and fast convergent gait generation2013

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Asano, Xuan Xiao
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Output deadbeat control approaches to fast convergent gait generation of underactuated spoked walker2012

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Asano, Xuan Xiao
    • 学会等名
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Asymptotically stable and deadbeat gait generation of four-linked bipedal walker by adjustment control of heel strike posture2012

    • 著者名/発表者名
      Yuji Harata, Fumihiko Asano
    • 学会等名
      12th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Fast convergent gait generation for underactuated biped based on output deadbeat control2012

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Asano
    • 学会等名
      12th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 膝関節を持つ劣駆動2脚歩容における両脚支持状態の発現と転倒メカニズムに関する考察2012

    • 著者名/発表者名
      大島正嵩,浅野文彦
    • 学会等名
      第13回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 高速,高効率,かつ高収束な動的歩容生成の実現可能性について2012

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦
    • 学会等名
      第13回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 出力有限整定制御に基づく高収束な劣駆動2脚歩容生成2012

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦
    • 学会等名
      日本ロボット学会第30回記念学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 膝関節を持つ劣駆動2脚ロボットの瞬間的でない両脚支持状態を含む平地動歩行2012

    • 著者名/発表者名
      大島正嵩,浅野文彦
    • 学会等名
      日本ロボット学会第30回記念学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 受動歩行における分岐現象の影響2012

    • 著者名/発表者名
      岩野宏治,原田祐志,浅野文彦,池田隆
    • 学会等名
      第13回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Underactuated bipedal walking with knees that generates measurable period of double-limb support

    • 著者名/発表者名
      Masataka Ohshima, Fumihiko Asano
    • 学会等名
      2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Role of deceleration effect in efficient and fast convergent gait generation

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Asano, Xuan Xiao
    • 学会等名
      2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Analytical solution to transition function of state error in 1-DOF semi-passive dynamic walking

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Asano
    • 学会等名
      2013 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 発表場所
      Tokyo Big Sight, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Stability and efficiency of underactuated bipedal walker that generates non-instantaneous double-limb support motion

    • 著者名/発表者名
      Masataka Ohshima, Fumihiko Asano
    • 学会等名
      2013 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 発表場所
      Tokyo Big Sight, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 周期段差を用いた受動歩行における分岐現象

    • 著者名/発表者名
      原田祐志,岩野宏治,浅野文彦,池田隆
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2013
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 衝突姿勢拘束を持つリミットサイクル型動歩行の安定性解析

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦
    • 学会等名
      第31回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      首都大学東京,南大沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値積分に依存しないリミットサイクル型動歩行の安定性解析法

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦
    • 学会等名
      第14回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 直動脚をもつリムレスホイールの安定解析

    • 著者名/発表者名
      原田祐志,浅野文彦,池田隆
    • 学会等名
      第14回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] Publications

    • URL

      http://www.jaist.ac.jp/~fasano/publications.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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