包括的な力学モデルに基づく月惑星探査ロボットの走行システム設計に関する研究

• 研究課題/領域番号: 24760222
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 慶應義塾大学 (2013-2014); 独立行政法人宇宙航空研究開発機構 (2012)
• 研究代表者: 石上 玄也 慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (90581455)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: テラメカニクス / 最適化設計 / 車輪実装型センサシステム / 粒子画像流速計測法 / 確率的アプローチ / 車輪内蔵型センサ / 粒子画像計測法 / 最適設計 / ロボティクス

研究成果の概要

本研究は，優れた不整地走破性能を有するロボット走行システムの実現を目的とし，不整地走行における車輪力学モデルの構築および走行システムの最適設計手法にそれぞれ取り組んだ．本研究の成果は主に，統合的な車輪試験装置・車輪実装型センサシステムを開発し，従来の実験系では不明であった車輪の力学現象に対して，極めて精密な現象理解に迫ることが可能となったこと，また，計算コストの低い車輪の最適設計手法を示したこと，これら研究について，招待講演や表彰を受けたことに集約される．

研究成果

• [雑誌論文] Excavation Model of Soil Sampling Device based on Particle Image Velocimetry (2015)
  • 著者名/発表者名: Daiki Mori, Genya Ishigami
  • 雑誌名: Journal of Terramechanics 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] 粒子画像計測法を用いた機械と土壌の相互力学現象の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石上玄也
  • 雑誌名: 日本機械学会誌 巻: 117 (1147) ページ: 45-45
• [雑誌論文] 自立移動ロボットによる火山地域の探査活動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大槻真嗣，石上玄也，嶋田貴信，久保田孝，作田真理子，オリチロンアン，大津恭平，清水拓
  • 雑誌名: 日本惑星科学会誌 巻: Vol. 21 ページ: 111-120
  • NAID: 10031083479
  • 査読あり
• [学会発表] 不整地走行に伴う砂粒子の力学的影響を解析する車輪実装型センサシステムの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 白井孝幸，椿洋輝，石上玄也
  • 学会等名: 第20回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
  • 発表場所: 加計学園創立50周年記念館
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-12
• [学会発表] PIV解析に基づいた土壌掘削メカニズムの解明と力学モデルの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森大輝，石上玄也
  • 学会等名: 第14回建設ロボットシンポジウム
  • 発表場所: 中央大学 後楽園キャンパス
  • 年月日: 2014-08-28
• [学会発表] Accurate Estimation of Wheel Pressure-Sinkage Traits on Sandy Terrain using In-wheel Sensor System (2014)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Shirai, Genya Ishigami
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space (i-SAIRAS 2014)
  • 発表場所: McGill University, Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-06-16 – 2014-06-20
• [学会発表] Soil Interaction Model of Hemispherical Sampling Device based on PIV Analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Daiki Mori, Genya Ishigami
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space (i-SAIRAS 2014)
  • 発表場所: McGill University, Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-06-16 – 2014-06-20
• [学会発表] Current Status and Prospects of Terramechanics-based Simulation Techniques for Planetary Rover Locomotion (2014)
  • 著者名/発表者名: Taizo Kobayashi, Genya Ishigami, Shingo Ozaki, Masataku Sutoh
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space (i-SAIRAS 2014)
  • 発表場所: McGill University, Montreal, Canada
  • 年月日: 2014-06-16 – 2014-06-20
• [学会発表] Rough Terrain Mobility: key issues and approaches for dynamics simulation of rough terrain mobile robot (2014)
  • 著者名/発表者名: Genya Ishigami
  • 学会等名: The 2014 IEEE International Conference on Robotics and Automation (Workshop/Tutorial)
  • 発表場所: Hong Kong Convention and Exhibition Centre, China
  • 年月日: 2014-06-01
  • 招待講演
• [学会発表] 不整地走行における車輪型ローバの車両パラメータと姿勢変化に関する実験的考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村上遼，石上玄也，久保田孝，岡宏一
  • 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
• [学会発表] Feasibility Study of a Small, Lightweight Rover for Mars Surface Exploration (2013)
  • 著者名/発表者名: Genya Ishigami, Takashi Kubota, Kazuhisa Fujita, Naoko Ogawa, Takehiko Sato
  • 学会等名: The 29th International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Nagoya Congress Center
• [学会発表] 不確定性環境における移動ロボットの確率的アプローチに基づいた挙動解析手法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石上玄也
  • 学会等名: 第18回計算工学講演会
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所
• [学会発表] 月・惑星探査ローバーの走行シミュレーション技術の現状と展望 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林泰三，石上玄也，尾崎伸吾
  • 学会等名: 日本機械学会 第13回運動と振動の制御シンポジウム
  • 発表場所: 九州産業大学
• [学会発表] 不確定性解析を応用した砂地走行に最適な車輪パラメータの導出手法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石上玄也
  • 学会等名: 日本機械学会 第13回運動と振動の制御シンポジウム
  • 発表場所: 九州産業大学
• [学会発表] 月惑星探査ローバの砂地における沈下量制御の実験的検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大槻真嗣，石上玄也，成田伸一郎，若林幸子
  • 学会等名: 日本機械学会 第13回運動と振動の制御シンポジウム
  • 発表場所: 九州産業大学
• [学会発表] 移動探査ローバのフィールド走行試験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大槻真嗣，石上玄也，嶋田貴信，関口頌一朗，清水拓，宮田祐介，茂渡修平，久保田孝
  • 学会等名: 第13回宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: JAXA宇宙科学研究所
• [学会発表] Path Planning and Navigation Framework for a Planetary Exploration Rover using a Laser Range Finder, (2012)
  • 著者名/発表者名: Genya Ishigami, Masatsugu Otsuki, Takashi Kubota
  • 学会等名: Proceedings of the 8th International Conference on Field and Service Robotics (FSR 2012)
  • 発表場所: Hotel Taikanso, Matsushima
• [学会発表] LIDARセンサを用いた月惑星探査ローバの自律移動システムとフィールド走行試験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石上玄也，大槻真嗣，久保田孝
  • 学会等名: 第22回アストロダイナミクスシンポジウム
  • 発表場所: JAXA宇宙科学研究所
• [学会発表] LIDAR-based Terrain Mapping and Navigation for Planetary Exploration Rover, (2012)
  • 著者名/発表者名: Genya Ishigami, Masatsugu Otsuki, Takashi Kubota
  • 学会等名: Proceedings of the 11th International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space (i-SAIRAS 2012)
  • 発表場所: Torino Incontra, Turin
• [学会発表] Motion Control with Modification ofAcceleration for planetary Rover on soft Terrain, (2012)
  • 著者名/発表者名: Masatsugu Otsuki, Genya Ishigami, Shinichiro Narita, Sachiko Wakabayashi
  • 学会等名: Proceedings of the 11th International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space (i-SAIRAS 2012)
  • 発表場所: Torino Incontra, Turin
• [学会発表] 走行システムに着目した車輪型探査ローバの最適化設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村上遼, 石上玄也, 久保田孝, 岡宏一
  • 学会等名: 第56回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 別府国際コンベンションセンター
• [図書] Springer Handbook of Robotics, 2nd edition (2015)
  • 著者名/発表者名: Keiji Nagatani, Genya Ishigami, Yoshito Okada
  • 出版者: Springer-Verlag Berlin Heidelberg
• [図書] The International Handbook of Space Technology: (Chapter 19 Space Robotics, by Kazuya Yoshida, Dragomir Nenchev, Genya Ishigami, Yuichi Tsumaki) (2013)
  • 著者名/発表者名: Macdonald, Malcolm, Badescu, Viorel (Eds.)
  • 総ページ数: 731
  • 出版者: Springer Praxis Books
• [備考] 慶應義塾大学理工学部機械工学科石上研究室ホームページ
  • URL: http://www.srg.mech.keio.ac.jp