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2021 年度 実績報告書

感覚間の相互作用に基づく高度な災害対応ロボットの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K04454
研究機関神戸大学

研究代表者

元井 直樹  神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (10611270)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードモーションコントロール / 制御工学 / 電機器工学 / ロボティクス / 遠隔操作
研究実績の概要

2021年度においては群制御用の小型移動ロボットの量産を行い、実験実証のための環境構築を行った。また研究最終年度であるため確立した技術の実機実装を行い、それぞれの技術の有効性検証を実施した。
視覚情報と力覚情報の感覚間相互作用に基づく直感的な遠隔制御技術の確立に向けては、視覚情報と力覚情報の操作アシスト機能を有する移動ロボットの遠隔制御システムを構築した。事前実験として操作者が遠隔操作中に注視する感覚情報について評価を行った。本実験結果を参照とし、操作性に寄与する視覚・力覚情報およびその感覚間の相互作用を考慮しつつ、視覚アシスト機能と力覚アシスト機能を構築・実装した。ここで操作や環境状況に応じて視覚・力覚アシスト機能の取捨選択を行う。複数の被験者の協力のもと操作性に関する実験を行い、提案する視覚・力覚アシスト機能に操作性の向上を実証した。
遠隔・自律融合に基づく群制御技術においては、昨年度と同様に災害現場における行方不明者の捜索動作を想定した群制御技術に関する研究を実施した。災害現場における領域全体を効率的に探索するために昨年度構築した広域・狭域探索での統一的な運動制御手法に小集団の動的なグルーピング手法の組み合わせを行った。ここで動的なグルーピングを如何に行うかについては、遠隔制御において操作者の指示で行った動作をもとに、勘所を探り数式化することで自律的な動作を導いた。本手法を用いることで複雑な環境下であっても高効率な探索が可能であることを実証した。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Research on Search Algorithm Using Particle Swarm Optimization with Virtual Pheromone for Swarm Robots2022

    • 著者名/発表者名
      Inahara Hiroto、Motoi Naoki
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Industry Applications

      巻: 142 ページ: 86~94

    • DOI

      10.1541/ieejias.142.86

  • [雑誌論文] Local Path Planning: Dynamic Window Approach With Virtual Manipulators Considering Dynamic Obstacles2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Masato、Motoi Naoki
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 10 ページ: 17018~17029

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2022.3150036

  • [雑誌論文] Local Path Planning Method Considering Blind Spots Based on Cost Map for Wheeled Mobile Robot2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Masato、Motoi Naoki
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Industry Applications

      巻: 141 ページ: 598~605

    • DOI

      10.1541/ieejias.141.598

  • [学会発表] Motion-Reproduction Method Based on Iterative Learning Control for Variable Reproduction Speed2022

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, A. Yamaguchi, N. Motoi
    • 学会等名
      IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • 国際学会
  • [学会発表] Sliding Mode Control with Disturbance Estimation for Underwater Robot2022

    • 著者名/発表者名
      N. Motoi, D. Hirayama, F. Yoshimura, A. Sabra, W.K. Fung
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Advanced Motion Control
    • 国際学会
  • [学会発表] Research on Bilateral Control with Frequency Modification by using Fast Fourier Transformation2021

    • 著者名/発表者名
      T. Tsubaki, Y. Ueda, N. Motoi
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Industrial Electronics
    • 国際学会
  • [学会発表] Research on Search Algorithm by PSO with Virtua Pheromone and Dynamical Niche for Swarm Robots2021

    • 著者名/発表者名
      H. Inahara, N. Motoi
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Industrial Electronics
    • 国際学会
  • [学会発表] 狭路走行環境下における切り返しを考慮した移動ロボットの経路計画に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      中村 友亮,元井 直樹
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
  • [学会発表] 障害物軌道を考慮した衝突時間に基づく移動ロボットの局所的経路計画に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      上田 洋輔, 元井 直樹
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
  • [学会発表] 再現速度変更型モーションコピーシステムの反復学習制御による精度向上2021

    • 著者名/発表者名
      山口 瞭, 小林 聖人, 元井 直樹
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
  • [学会発表] バイラテル制御における高速フーリエ変換を用いた周波数修正法の有効性検証2021

    • 著者名/発表者名
      椿 崇裕,元井 直樹
    • 学会等名
      電気関係学会関西連合大会
  • [備考] 神戸大学 元井研究室

    • URL

      https://www.research.kobe-u.ac.jp/gmsc-motlab/

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公開日: 2022-12-28  

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