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 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 13355011
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 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) ; TAKAKATSU Isozumi Kawada Industries, Inc., Aircraft and Mechanical Systems Division, Manager (Researcher)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2003
• キーワード: ヒューマノイド / 力センサー / 視覚センサー / 動力学シミュレーション / 二足歩行 / 全身行動 / 実時間OS

研究概要

主な成果は、ヒューマノイドハードウエアプラットフォームの開発、実時間OS上のヒューマノイド全身行動のための制御ソフトウエアシステムの開発、全身行動実現に分けられる。
1.ハードウエアプラットホームの開発。床反力計測のための耐衝撃性が高く薄型の6分力計、全身行動のためのつま先部、環境の実時間3次元形状認識のためのステレオカメラを搭載したヘッドシステム、全身運動・物体運搬に適した耐荷重が高く様々な物体を把持できる手部の開発を行い、既存のロボットをベースに、全身行動研究に適した研究用プラットフォームを構築した。
2.制御ソフトウエアシステムの構築。実時間OS上に、サイクルタイムの異なる実時間ループを並行制御できる枠組みを考案実装し、ロボットモデルを用いた逆動力学計算機能、オンラインで進行方向・上体姿勢を指定可能な動力学的安定歩行制御、リンク間の干渉のシミュレーションによる事前検出機能、全身運動時のモデルベーストバランス機能、環境の3次元形状実時間認識機能等を開発、実装した。
3.全身行動実現。上記ハードウエアとソフトウエアを用いて、様々な障害物の存在する実環境中を目的地まで自律移動する行動の実現手法開発、特に狭隘地を通り抜けるための全身行動生成法の開発を行い、視覚を用いた自律行動実験を行った。また、ヒューマノイドの形状的特長を積極的に利用する全身行動として、梯子昇段行動、段ボール箱の抱え上げ運搬行動等の実現研究を行った。

研究成果

• [文献書誌] Kagami, Kitagawa, Nishiwaki, Inaba, Inoue: "A Fast Dynamically Equilibrated Walking Trajectory Generation Method of Humanoid Robot"Autonomous Robots. Vol.12 No.1. 71-82 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kuffner, Nishiwaki, Kagami, Inaba, Inoue: "Dynamically-stable Motion Planning for Humanoid Robots."Autonomous Robots. Vol.12 No.1. 105-108 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Nishiwaki, Kagami, Kuffner, Okada, Kuniyoshi, Inaba, Inoue: "Online Humanoid Walking Control and 3D Vision-based locomotions."Experimental Robotics VIII. Vol.5. 85-94 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kagami, Nishiwaki, Kuffner, Okada, Kuniyoshi, Inaba, Inoue: "Low-level Autonomy of the Humanoid Robots H6 & H7"Robotics Research. Vol.10. 83-98 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 井上, 加賀美: "ロボットの知能とシステム統合:ヒューマノイドを例にとって"日本ロボット学会誌. Vol.20 No.5. 464-469 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kagami, Kitagawa, Nishiwaki, Inaba, Inoue: "A Fast Dynamically Equilibrated Walking Trajectory Generation Method of Humanoid Robot"Autonomous Robots. No.12, Vol.1. 71-82 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kuffner, Nishiwaki, Kagami, Inaba, Inoue: "Dynamically-stable Motion Planning for Huamnoid Robots"Autonomous Robots. No.12,Vol.1. 105-108 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Nishiwaki, Kagami, Kuffner, Okada, Kuniyoshi, Inaba, Inoue: "Online Humanoid Walking Control and 3D Vision-based Locomotions"Experimental Robotics. VIII, Vol5. 85-94 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kagami, Nishiwaki, Kuffner, Okada, Kuniyoshi, Inaba, Inoue: "Low-level Autonomy of the Humanoid Robots H6 & H7"Robotics Research. Vol.10. 93-98 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Inoue, Kagami: "Intelligent Robotics and System Integration Humanoid Robot as an Example."Journal of the Robotics Society of Japan. Vol.20 No.5. 464-469 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より