| 研究課題/領域番号 |
16K06171
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| 研究機関 | 室蘭工業大学 |
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研究代表者 |
花島 直彦 室蘭工業大学, 工学研究科, 教授 (40261383)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 湿原環境 / 移動ロボット / 二重螺旋移動機構 / 不整地 / システム統合 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、湿原環境におけるフィールド調査を支援するロボットの移動機構として有望な二重螺旋移動機構の開発を目標としている。このうち当研究課題の目的は、ロボット本体を支える(a)門型脚の開発と(b)移動機構の実現、そして二重螺旋移動機構における(c)理論的、(d)実証的な解析を行い、新たな知見を得ることである。この目標を達成するための、平成29年度においては(b)と(d)に取り組む計画であった。すなわち、 (b)については前年度開発した門型脚を本体に搭載し、実験装置全体のシステム統合を進めること、(d)については安定な歩行移動を実現するための歩容生成手法をシミュレータ上に実装し、解析することである。
まず、(b)に関する研究成果を説明する。昨年度は、実験装置に搭載されたサーボモータをメーカー提供の多軸コントローラにより制御可能とした。このコントローラは同じ動作を繰返す産業用ロボットには適しているが、ロボットの状態に合わせた運動学計算や安定歩容生成、各種センサの統合には向いていない。そこで，これらの複雑な計算をパソコンで行うため、パソコンとコントローラをネットワークで接続した。
この研究成果によりモータやセンサなどの制御システム統合が統合され、バランス制御などの動的なフィードバック制御が実現でき、次年度に予定している実証実験の実現に近づいた。
(d)については平成28年度に、螺旋パイプの動力学モデルの作成、螺旋パイプと移動機構を合わせた全体での動力学シミュレーションの実現、安定歩行動作の解析、地面の傾きの影響について先行実施していた。今年度はさらに、ロボットが実際に稼働する環境を想定したシミュレーションをする計画であったが、継続課題になっていたグリッパ機構の開発に時間を要し、完了することができなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研究実績の概要に記載した通り、平成29年度の実施計画では、(b)システム統合、(d)歩容生成手法のシミュレータ実装を行う予定であった。(b)については予定通り実施されている。しかしながら(d)については、ロボットが実際に稼働する環境を想定したシミュレーションをする計画を達成できなかった。
(b)については計画通りであったが、(d)において未完了の部分もあり、両者を総合して、やや遅れていると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度は、研究実績の概要に記載した目的の (d) 二重螺旋移動機構における実証実験を実施し、その結果を解析し、本研究課題を総括する。一方で、平成29年度に完了できなかった、ロボットが実際に稼働する環境を想定したシミュレーションも同時に進める。さらに、移動ロボットを初期地点から目標地点に誘導するための動作計画について検討し、シミュレーションにより検証する。提案する二重螺旋移動機構は、脚の着地点を螺旋パイプ上に置かなければならず、可到達領域が離散的になることが知られている。このような制限下で、動作計画にどのような自由度が許されるのかを中心に考察を行い、動力学シミュレーションなどで検証を進める。
実証実験については、落下防止装置などの安全対策を施した上で、バランス制御や歩行制御などの実験を行う。実験データを解析し、提案する二重螺旋移動機構の実現可能性を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成30年度は実証実験をするにあたって、落下防止などの安全対策をする必要があり、そのための装置など購入する必要がある。また、門型脚先端のグリッパ機構を、複数個製作する必要もある。そのため、平成29年度は経費を節約し、次年度使用額を残すようにした。
次年度使用額の372,539円は、前述のとおり実証実験の実施における、安全対策とグリッパ機構の製作に使用する計画である。そのほかは、当初の使用計画に大きな変更はない。すなわち、ロボット機体の姿勢角を測るための姿勢センサなどの購入に65万円程度、成果発表の旅費に10万円、人件費・謝金に3万円、その他に2万円を支出する計画である。
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