| 研究課題/領域番号 |
19K04307
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
垣内 洋平 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任准教授 (70501328)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| キーワード | ソフトセンサモジュール / 人間共存ロボティクス / ソフトロボティクス |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究は、等身大人間型ロボットで扱えていなかった大きくて柔らかいものを傷つけずに扱えるように、衝撃吸収機能を持つ多数のソフトセンサモジュールが配置されたソフトセンサスーツを、ロボットが着ることによるソフトロボットの構築法について行う。ロボット本体の柔らかさを扱うため、センサからの情報と従来ロボットが用いることのできるセンサ情報を統合し、シミュレーションと実機動作の繰り返しによって、近似的に動作が可能な動作軌道を作成し、また、扱う対象も柔らかいため、ソフトセンサスーツから得られる画像様の接触センサ情報時系列を入力として学習手法を用いることで、柔軟で変形する大型の物を含む様々な対象を学習的に適応し扱うことのできる全身を用いたマニピュレーションの構成法を構築する。その上で、扱う対象に適した柔らかさ、センサの数などのソフトロボットとしての必要な特性を導出することで、統合的な「柔らかいロボットが柔らかい対象を扱う」手法の構築を目指す研究である。
現在までに、ソフトセンサスーツの構成と構成したソフトセンサスーツを用いた全身環境接触動作として転倒実験を行い、ソフトセンサスーツの構成に関しては、インフレータブル構造とセンサモジュールを併用することで、内部のロボットの剛構造の外部への露出を抑える構造をとれることが検討できた。また、
人間共存環境においてソフトセンサスーツにより動作するロボットに適した構成として、上半身人間型車輪移動ロボットの開発を進めてきており、やわからな身体を持つロボットによる人間と接触した動作実験ができるようになる。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
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
前年度に、インフレータブル内にセンサモジュールを配置する構成にすることで、センサモジュールによるセンシングおよび衝撃吸収と、インフレータブル構造によるモジュール間の隙間をなくした表面形状の構成を両立させることができように検討をおこなっており、これらの構造を取り付け人との接触実験を行うための適切なロボット構造について検討を行った。
この検討した構造について、前年度に構築したロボットの関節構成とセンサモジュールの配置の構成を視覚的に検討するためのプログラムにて構成し、基盤となる初期構造とすることで、最適化された空気ダンパモジュールを配置する位置の探索が可能となる。この構成探索とシミュレーションによる評価を繰り返し行うことで、実際のロボットに適応可能な最適センサモジュール配置を求めることができる。
|
| 今後の研究の推進方策 |
動作に応じた最適な構成とセンサモジュールの配置を導出できる基盤が整ったことで、導出されたセンサモジュール配置が現実の動作においてどのように振る舞うかを、シミュレーションにより評価を行うことによって、様々なロボットタスクに対応するロボット構成とセンサモジュール配置の自動設計ツールとして用いることができる。空気ダンパモジュールを配置し実験するための上半身人間型車輪移動ロボットの構成を進めて、動作に応じた最適な構成とセンサモジュールの配置を導出できる基盤を用いて導出されたセンサモジュール配置が現実の動作においてどのように振る舞うかを、シミュレーションにより評価を行う。自動設計ツールを用いて導出された目的動作に適応したロボット構成を実ロボットして構成し、タスクを実行させることで、自動設計ツールに用いているシミュレーション結果と比較し、実機および実環境においても正しく適応化されたロボット構成が導出できていることを確認する。
複数の代表的なロボットタスクを同時に行うことのできるロボット構成、動作について導出し、汎用的なソフトロボットの構成となっていることを検証してゆく。昨年度行えなかった、ソフトセンサスーツを用いた柔軟物マニピュレーションとして、ソフトセンサスーツの接触情報時系列を画像として用いた学習手法をによって、マニピュレーション動作修正が有効に行えることをし、最終的に、センサモジュール配置が最適であることを、この柔軟物マニピュレーションを対象物の種類毎に、実行性、精度を評価することで示す。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナウィルス蔓延等の影響によりロボット実験が円滑に実施できなかったため、実施期間を1年間延長することとし申請し認められた。当該年度に使用する計画であったロボット製作費及び実験にかかる費用、学会参加旅費のうち未使用の経費について、次年度使用としている。次年度使用額は、本年度（最終年度）に行うロボット製作費及び実験にかかる費用、及び、学会参加旅費として使用する計画である。
|
