2台の小型水中ロボットによる海中協調作業用制御アルゴリズムの構築

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K08029
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 三好 扶 岩手大学, 理工学部, 准教授 (10392193)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 自律姿勢制御 / 確率論的手法（voting）

研究実績の概要

本研究の初年度計画は2点となっている。以下に各計画ごとの実績を記述する。
（１）多脚ロボットの自律姿勢制御システム開発は、海底不整地に接地した際に、重力軸と直行する平面を自律的に制御することであった。現時点で、開発した機体は±3度以内の斜面に対し、重力軸と直行する平面を自律制御できることを陸上実験にて確認している。水中では、機体を支える関節トルクの減少が見込めるため、設計値通りに稼働ができれば±8度以内の斜面への対応が可能である。以上の成果は学術論文として発表した。（２）多自由度フレキシブルアームの制御システム開発として、後部リンクに自律追従制御アルゴリズムを構築した。また障害物回避アルゴリズムも併せて開発し、進行方向に対して左右に存在する障害物を回避しつつ前進動作を行い、後方リンク部が自律的に先端リンクの軌跡を追従できるようにアルゴリズムを改良している。これにより、アーム機構部は任意の2次元平面内を移動できることが確認され、その成果は学術論文として発表した。その後、フレキシブルアームが通過可能か否かの判断基準を確率論的手法（voting）によって構築を行い、その成果は平成30年度の国際学会で発表する（採択済）。
当初計画通りに研究は極めて順調に進んでおり、平成30年度は協調動作を獲得すべく、アルゴリズムの相補関係を明らかにするとともに、協調動作として実施する作業内容を精査し、協調するためのストーリー（手続きの順番や優先順位）を決定することから始める。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究の成果を原著論文（査読付）として成果発表した。
三好扶他2名：水中6脚ロボットにおける機体姿勢制御、計測自動制御学会論文集, Vol. 54, No. 1, pp. 16-21, 2018
Tasuku Miyoshi他2名: Flexible lengthening-shortening arm mechanism for fishery resource management, Advances in Science, Technology and Engineering Systems Journal, Vol. 2, No. 6, pp. 290-301, 2017
よって、計画は概ね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

平成30年度はまず脚ロボットの機体姿勢自律制御が水中内で設計値通りに±8度程度の斜面でも重力軸と直行する平面を獲得出来るか否かを確認することから着手する。次に、この脚ロボットにアーム機構部を搭載し、協調動作に資するよう作業手順を策定し、これを実施できるように制御アルゴリズムを構築していく。
また、アーム機構部の確率論的動作手法の精度・確度を高めるとともに、機体の小型化も視野に入れた研究開発を進める。

研究成果

• [雑誌論文] 水中6脚ロボットにおける機体姿勢制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤翔太、高木基樹、三好扶
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: 54 ページ: 16-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flexible lengthening-shortening arm mechanism for fishery resource management (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Iwamochi, Motoki Takagi, Tasuku Miyoshi
  • 雑誌名: Advances in Science, Technology and Engineering Systems Journal 巻: 2 ページ: 290-301
  • 査読あり
• [学会発表] Flexible lengthening-shortening arm mechanism for an underwater vehicle. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Iwamochi, Motoki Takagi, Tasuku Miyoshi
  • 学会等名: IEEE International Conference on Mechatronics and Automation
  • 国際学会
• [学会発表] 柔軟な伸縮アーム機構を有する水中ロボットアームの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩持賢季，三好扶，高木基樹
  • 学会等名: 計測自動制御学会 東北支部 第308回 研究集会
• [学会発表] 魚の捕食行動のモデル化に用いる水中ロボットシステムの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山生章義，高木基樹，三好扶
  • 学会等名: 計測自動制御学会 東北支部 第308回 研究集会
• [学会発表] 水中の岩陰調査を目的とした柔軟な伸縮アーム機構の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩持賢季，三好扶
  • 学会等名: 計測自動制御学会第18回システムインテグレーション部門講演会（SI2017）
• [学会発表] 魚の捕食行動のモデル構築に資する水中ロボットシステムの開発～水中移動対象の捕捉～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 山生章義，三好扶
  • 学会等名: 計測自動制御学会第18回システムインテグレーション部門講演会（SI2017）