筋駆動系に対する共振概念と運動制御理論の確立

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22760198
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 大阪大学 (2011-2012); 立命館大学 (2010)
• 研究代表者: 植村 充典 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00512443)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 共振 / 多関節ロボット / 可変剛性 / 筋駆動 / 適応制御 / 最適制御 / エネルギー効率

研究概要

本研究では、人の筋骨格系のように剛性が可変な駆動系に対して共振概念とそれに基づく運動制御理論の構築を試みた。また、このような筋駆動系を実現するため、小型・軽量な可変剛性機構を提案した。この新たな共振概念に基づき、剛性を最適化しつつ学習的に運動を制御する方法を提案し、運動パターンを学習的に最適化する方法の基礎を提案しつつある。これらの制御法では、制御対象のパラメータや膨大な数値計算を用いないため、ロボットが環境に素早く適応することが可能である。

研究成果

• [雑誌論文] Proposal of an EnergySaving Control Method for SCARA Robots (2012)
  • 著者名/発表者名: Guangqiang Lu, Sadao Kawamura, andMitunori Uemura
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 24巻 ページ: 115-122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inertia Adaptive ControlBased on Resonance for Energy Saving ofMechanical Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Guangqiang Lu, Sadao Kawamura andMitsunori Uemura
  • 雑誌名: SICE Journal ofControl, Measurement, and SystemIntegration 巻: 5巻 ページ: 109-114
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多関節ロボットの省エネルギーを目的とした適応的剛性調節による周期運動制御法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 植村充典、川村 貞夫
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: 47号、2巻 ページ: 1-9
  • 査読あり
• [学会発表] 可変剛性機構を用いた膝関節用省エネルギーアシスト装具の階段昇降運動への適用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鎌田一平
  • 学会等名: 第13回 公益社団法人計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 SI2012
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20121218-20
• [学会発表] 共振弾性値変化に基づく目標位置変更法を用いたスカラロボット運動の高エネルギー効率化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松阪憲人
  • 学会等名: 第30回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20120917-20
• [学会発表] 時間軸変換を用いた多関節ロボットの省エネルギー周期運動生成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 植村充典
  • 学会等名: 第30回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20120917-20
• [学会発表] 可変剛性機構を用いた膝関節の歩行アシスト装具の筋電計測による評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鎌田一平
  • 学会等名: 第30回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20120917-20
• [学会発表] 可変剛性省エネルギー制御法のピック&プレイス作業への適用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 呉屋秀將
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会 2012
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 20120527-29
• [学会発表] Realization ofHigh-Energy Efficient Pick- and-PlaceTasks of SCARA Robots by Resonance (2012)
  • 著者名/発表者名: Hidemasa Goya
  • 学会等名: Proc.of the 2012 IEEE/RSJ InternationalConference on Intelligent Robots andSystems (IROS2012)
  • 発表場所: Vilamoura, Algarve, Portugal
  • 年月日: 20120107-12
• [学会発表] 多関節ロボットにおける可変剛性省エネルギー制御法の実験的検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 呉屋 秀將, 植村 充典, 川村 貞夫, 西岡靖貴
  • 学会等名: 第12回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2011)
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-12-24
• [学会発表] 共振に基づいた多関節跳躍ロボットのパラメータ・運動調節法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 植村 充典、 松阪 憲人、 川村 貞夫、 平井 宏明、宮崎文夫
  • 学会等名: 第29回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2011)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] 多関節ロボットに対する適応剛性制御法の省エネルギー効果に関する L2 ノルム平均値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 植村充典、川村貞夫
  • 学会等名: 第55回システム制御情報学会研究発表講演会(SCI2011)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] A NewMechanical Structure for AdjustableStiffness Devices with Lightweight andSmall Size (2010)
  • 著者名/発表者名: Uemura Mitsunori, Kawamura Sadao
  • 学会等名: The 2010 IEEE/RSJInternational Conference on IntelligentRobots and Systems (IROS2010)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2010-10-20
• [学会発表] Passivity-based Controllers for PeriodicMotions of Multi-joint Robots with ImpactPhenomena (2010)
  • 著者名/発表者名: Uemura Mitsunori, Kawamura Sadao
  • 学会等名: The 2010 IEEE/RSJ InternationalConference on Intelligent Robots andSystems (IROS2010)
  • 発表場所: Taipei,Taiwan
  • 年月日: 2010-10-19
• [学会発表] Resonance-based Task Space Controller forMulti-Joint Robot with AdjustableEquilibrium Angle of Elastic Element (2010)
  • 著者名/発表者名: Uemura Mitsunori, Kawamura Sadao
  • 学会等名: 2010IEEE International Conference on Roboticsand Automation (ICRA2010)
  • 発表場所: Anchorage, Alaska
  • 年月日: 2010-05-04