研究用ヒューマノイドプラットフォームの開発とリアクティブ全身行動の実現

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13355011
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 井上 博允 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (50111464)
• 研究分担者: 西脇 光一 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 科学技術振興特任教員(常勤形態) (50359650) ; 國吉 康夫 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助教授 (10333444) ; 稲葉 雅幸 東京大学, 大学院・情報学環, 教授 (50184726) ; 五十棲 隆勝 川田工業, 航空・機械事業部, 室長(研究職)
• キーワード: ヒューマノイド / ステレオ視覚 / 力覚センサー / 操縦システム / 二足歩行 / 動力学シミュレーション

研究概要

本年度は、人間型ロボットの全身バランスのための汎用オートバランサの開発、人間型ロボットの操縦システムの開発、統合実験の3テーマに関して、以下のような研究開発を行った。
1.全身行動研究に用いることの出来る汎用のオートバランス機能の開発として、力学モデルを用いたシミュレーションをオンラインで行うことにより全身のバランスを維持するバランス機能を開発した。また、歩行中に手先位置にオンラインで与えられた絶対位置を取らせることが出来るようなバランス機能の開発を行った。
2.操縦システムとしては、ウエアラブルタイプのシステムとして、指の目標姿勢を与えるデータグローブと磁気式センサを用いた体幹からみた手先位置計測システムの開発を行った。また、ロボットの各種内部状態をオンラインで3次元ロボットモデル上に表示するモニターシステムの開発を行った。さらに、目標の手先位置軌道に従って自動的に歩容を生成するシステムを構築し、前項で述べたバランス機能とともに用いることにより、安定な全身行動を発現する操縦システムの構築を行った。
3.統合実験としては、構築してきたヒューマノイドプラットフォームを用いて、次の実験を行った。a)前年度までに開発してきたステレオカメラを有するヘッドシステムを用いた3次元環境形状認識、取得した形状モデル内でのロボットの歩容計画、オンラインでの指令に従う動力学的安定歩行実現システムをオンラインで接続し、これらの機能を繰り返し行うことで、変化する実環境内の自律歩行移動実験を行った。b)より全身を活用した実験として、同様の3次元環境形状認識機能と、全身バランス機能を統合して、段ボール箱を認識して抱え上げる、はしごを認識して、登るといった、実環境行動において不可欠になる動作の実験を行った。

研究成果

• [文献書誌] 井上博允: "人間型ロボットが拓く未来社会と新産業の創成"日本ロボット学会誌. Vol.22 No.1. 2-5 (2004)
• [文献書誌] Kagami, Kuffner, Nishiwaki, Okada, Inaba, Inoue: "Humanoid Arm Motion Planning based on RRT Search of 3D Depth Map."Journal of Robotics and Mechatronics. Vol.15 No.2. 200-207 (2003)
• [文献書誌] Nishiwaki, Kagami, Kuffner, Inaba, Inoue: "Online Humanoid Walking Control System and a Moving Goal Tracking Experiment."Proceedings of International Conference on Robotics and Automation. 911-916 (2003)
• [文献書誌] Kuffner, Kagami, Nishiwaki, Inaba, Inoue: "Online Footstep Planning for Humanoid Robots."Proceedings of International Conference on Robotics and Automation. 932-937 (2003)
• [文献書誌] Kagami, Nishiwaki, Kuffner, Okada, Inaba, Inoue: "Vision-Based 2.5D Terrain Modeling During Locomotion and Its Application to Humanoid Robot H7."Proceedings of International Conference on Robotics and Automation. 2141-2146 (2003)
• [文献書誌] Kagami, Kuffner, Nishiwaki, Okada, Inaba, Inoue: "Humanoid Arm Motion Planning Using Stereo Vision and RRT Search."IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. 200-207 (2003)