力学的観点に立ったロボットの身体と知能の相互発達と運動の創発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18680023
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 知覚情報処理・知能ロボティクス
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 岡田 昌史 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (60323523)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 運動創発 / 知的制御 / アトラクタ設計 / 運動遷移 / 身体設計 / 特異性 / 機構総合 / 非線形剛性

研究概要

本研究は, (1)ロボットの自律制御のためのコントローラ設計手法, および, (2)制御では実現しにくい特性をロボットの身体(機構)によって補完する方法を提案するものである. これらの方法では非線形性, 力学系がキーワードであり, (1)ではアトラクタを有する非線形力学系の設計によってロボットを所望の運動へと引き込ませる方法を提案している. (2)では機構の特異性を利用することで, ロボットのアクチュエータ低減化, 非線形な柔らかさを実現する機構を開発するものである.

研究成果

• [雑誌論文] 構造的特異性を利用した零/極高剛性を実現するトルク伝達機構とそのロボット関節への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡田昌史, 紀晋太郎, 菅谷侑司
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 Vol.27, No.4 ページ: 442-448
  • 査読あり
• [雑誌論文] 力学的情報処理による運動の表現と設計 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田昌史
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 Vol.25, No.5 ページ: 678-683
  • 査読あり
• [雑誌論文] 軌道アトラクタを用 いたロボットの同調運動制御によるコミュニケーション原理の表現 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田昌史, 村上健治
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 Vol.25, No.4 ページ: 545-553
  • 査読あり
• [雑誌論文] Attractor Design of Dynamics based on Energy Distance in State-Space for Linear System (2006)
  • 著者名/発表者名: Masafumi OKADA
  • 雑誌名: International Journal of Simulation Systems, Science and Technology -Special Issue on Mechatronics Technology- Vol.7, No.8 ページ: 47-54
  • 査読あり
• [学会発表] 機構的優位性によるヒューマノイドロボットのモデル化と運動制御の容易化(2A1-E08 (CD-ROM)) (2009)
  • 著者名/発表者名: 清水洋介, 芥川浩之, 岡田昌史
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2009
  • 発表場所: 博多市
  • 年月日: 2009-05-26
• [学会発表] 運動の力学的意味を考慮したコントローラの身体・運動要素への分解とこれを用いた運動評価(2A1-B11 (CD-ROM)) (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡辺将旭, 岡田昌史
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2009
  • 発表場所: 博多市
  • 年月日: 2009-05-25
• [学会発表] 閉リンク系を用いた非線形剛性のための機構総合と衝撃吸収への応用(1P1-D15 (CD-ROM)) (2009)
  • 著者名/発表者名: 武石純, 岡田昌史
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2009
  • 発表場所: 博多市
  • 年月日: 2009-05-25
• [学会発表] Controller Decomposition and Combination Design of Body / Motion Elements based on Orbit Attractor (pp.1364-1369) (2009)
  • 著者名/発表者名: Masaaki WATANABE and Masafumi OKADA
  • 学会等名: Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'09)
  • 発表場所: Kobe, JAPAN
  • 年月日: 2009-05-14
• [学会発表] Design of Nonlinearity of Passive Stiffness using Closed Kinematic Chain for Impact Absorption (pp.567-572) (2009)
  • 著者名/発表者名: Masafumi OKADA and Jun TAKEISHI
  • 学会等名: Proc. of JSME International Conference on Motion and Power Transmissions(MPT2009)
  • 発表場所: Matsushima, JAPAN
  • 年月日: 2009-05-13
• [学会発表] 軌道アトラクタに基づくコントローラの身体・運動要素への分解と組み合わせによる設計(3F1-07(CD-ROM)) (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡辺将旭, 岡田昌史
  • 学会等名: 第26回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] ヒューマノイドロボット設計における重量軽減化を目的としたアクチュエータ数の低減化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 清水洋介, 森田堅次郎, 岡田昌史
  • 学会等名: 第14回日本IFToMM会議シンポジウム前刷り集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-12
• [学会発表] Nonlinear Passive Stiffness using Mechanical Singularity and Its application for Four-legged Robot (pp.551-558) (2008)
  • 著者名/発表者名: Masafumi OKADA and Shintaro KINO
  • 学会等名: Proc. of the 17th CISM-IFToMM Symposium (Romansy17)
  • 発表場所: Tokyo, JAPAN
  • 年月日: 2008-07-09
• [学会発表] 機構的優位性を持つヒューマノイドの身体進化(2A1-D03(CD-ROM)) (2008)
  • 著者名/発表者名: 清水洋介, 森田堅次郎, 岡田昌史
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomec2008)
  • 発表場所: 長野市
  • 年月日: 2008-06-07
• [学会発表] 場の重ね合わせと状態空間写像に基づくロボットの運動創発(2P2-I21(CD-ROM)) (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡辺将旭, 岡田昌史
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomec2008)
  • 発表場所: 長野市
  • 年月日: 2008-06-07
• [学会発表] 非線形ばね機構を用いた四脚ロボットの運動制御 -構造的特異性による硬さと柔らかさの両立-(1A1-E23(CD-ROM)) (2008)
  • 著者名/発表者名: 菅谷侑司, 岡田昌史
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(Robomec2008)
  • 発表場所: 長野市
  • 年月日: 2008-06-06
• [学会発表] Torque Transmission Mechanism with Nonlinear Passive Stiffness using Mechanical Singularity (pp.1735-1740) (2008)
  • 著者名/発表者名: Masafumi OKADA and Shintaro KINO
  • 学会等名: Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'08)
  • 発表場所: Pasadena, USA
  • 年月日: 2008-05-22
• [学会発表] 軌道アトラクタに基づく身体・運動記号の設計とその物理的意味表現(1D14(CD-ROM)) (2007)
  • 著者名/発表者名: 渡辺将旭, 岡田昌史
  • 学会等名: 第25回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 津田沼市
  • 年月日: 2007-09-14
• [学会発表] 構造的特異性による機構の零剛性とこれを利用したトルク伝達のための非線形剛性特性機構(pp.59-64) (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田昌史, 紀 晋太郎
  • 学会等名: 第13回日本IFToMM会議シンポジウム前刷り集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-07-12
• [学会発表] 構造的特異性を利用した受動可変剛性を持つトルク伝達機構(1A2-H03) (2007)
  • 著者名/発表者名: 岡田昌史, 紀 晋太郎
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'07
  • 発表場所: 秋田市
  • 年月日: 2007-05-11
• [学会発表] Robot Communication Principal by Motion Synchronization using Orbit Attractor(pp.2564-2569) (2007)
  • 著者名/発表者名: Masafumi OKADA and Kenji MURAKAMI
  • 学会等名: Proc. of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'07)
  • 発表場所: Roma, ITALY
  • 年月日: 2007-04-12
• [学会発表] Robot Motion Emergence by Orbit Attractor Design for Tapping Dance Robot Control -Experimental Evaluation with Drastic Change of Dynamics Property- (2006)
  • 著者名/発表者名: Masafumi OKADA and Kenji MURAKAMI
  • 学会等名: Proc. of The 10th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT2006)
  • 発表場所: Mexico City, Mexico
  • 年月日: 2006-11-21
• [学会発表] 軌道アトラクタによるロボットの運動記号と身体記号の設計(1D31) (2006)
  • 著者名/発表者名: 岡田昌史
  • 学会等名: 第24回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2006-09-15
• [学会発表] 軌道アトラクタ設計によるロボットの運動創発とタップダンスロボットの制御 -力学特性の大きな変化を伴う運動への適用- (2006)
  • 著者名/発表者名: 村上健治, 岡田昌史, 岩附信行
  • 学会等名: 第12回日本IFToMM会議シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2006-06-30
• [学会発表] 軌道アトラクタを用いたロボットの同調運動制御とコミュニケーションの表現(2A1-E32) (2006)
  • 著者名/発表者名: 村上健治, 岡田昌史, 岩附信行
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'06
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2006-05-27
• [備考] 文部科学大臣表彰若手科学者賞, 岡田 昌史, 情報と機構の非線形性が現象として実在化する巧な運動の研究, 2008 6. 研究組織
• [産業財産権] 零剛性から極高剛性を実現する高強度可変剛性機構 (2007)
  • 発明者名: 岡田昌史, 紀 晋太郎
  • 産業財産権番号: 特願2007-040961
  • 出願年月日: 2007-04-09