| 研究課題/領域番号 |
25420231
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
樹野 淳也 近畿大学, 工学部, 准教授 (40297594)
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| 研究分担者 |
稲垣 克彦 東海大学, 情報理工学部, 教授 (90276775)
田島 淳 東京農業大学, 地域環境科学部, 教授 (30188239)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 農作業ロボット / 脚式移動機構 / ポジショニング / 定植 / 環境保全型農業 |
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| 研究実績の概要 |
人間には困難かつ高負荷な作業を伴う環境保全型農業は，1日中精度良く作業するロボットが適しているとの考えから，局所耕うん栽培と名付けた栽培方法の有効性を確認する研究を実施するとともに，その機械化・ロボット化に関する研究を行ってきた．ロボット開発の過程で，局所耕うん栽培と脚式移動機構に親和性があることを見い出し，脚式ロボットのスケールモデルの開発や移動計画シミュレーションなどの先行研究の成果を踏まえ，本研究では，実スケールでの脚式農作業ロボットが自律的に苗を定植することを最終目標とし，開発研究を進めている．第１年度は，実スケール脚機構の設計，制御系の設計，自己位置認識システムの精度確認実験など行い，第２年度は，主に脚式農作業ロボット全体の試作を行った．
既往の研究により，脚式ロボットの脚数は5脚が適切と判断し，歩行および作業・移動計画シミュレーションを行っていていることから，実スケールロボットも５脚として設計・試作を行った．なお，各脚はモジュール化した同一の機構となっている．また，胴体の寸法は，既に開発した耕うん・移植作業機のサイズを考慮し，直径約1000mmの円が外接するサイズとした．また，搭載する作業機との干渉を避けるために，胴体上面がフラットになるように脚の動力伝達機構や制御機構を胴体下部に納めるような設計とした．
くわえて，最終年度で実施予定の苗定植実験に向けて，苗定植用作業機の性能確認を行った．この作業機は，先行研究にて設計・試作を行ったものであるが，苗の植え付け性能について未確認であった．そこで，苗の植え付け性能を確認する試験を行った結果，ほとんどの苗は植え付けることができたものの，植え付けできない苗がいくつかあった．これらは，苗の状態が不適切であったことによるものと推測できた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
第2年度の主な研究項目は，実スケールの五脚ロボットの設計と試作であった．当初の申請額と実際の助成額の差に対して，他予算から獲得することを試みたがかなわなかったため，アクチュエータの一部を購入することができなかった．そのため，試作後の動作確認に至っていない．このため，研究の進捗としては，やや遅れていると判断せざるを得ない．
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| 今後の研究の推進方策 |
第2年度までに，試作した脚式ロボットが作業機を搭載しない状態で，歩行動作の確認や位置制御性能の評価を終えている予定であった．しかし，前述のように，申請額と助成額の差をうめるための他予算の獲得に至らなかったので，アクチュエータの一部を購入することができず，動作確認に至っていない．そこで，他予算も利用し，早急にロボットの試作を完了させた後，歩行実験に取りかかりる．ここでは，屋内の平坦な路面をセンチメートルオーダーの位置精度で歩行することが目標となる．実験の結果，目標精度を大幅に下回った場合は，他の自己位置認識装置を用いることとする．具体的には，位置センサとして，自動追尾型のトータルステーションとGPSジャイロを使う予定である．ともに，研究代表者が他予算で購入し所有しているものである．
次に，脚式ロボットに苗移植作業機を搭載し，全自動で圃場に苗を植え付ける実験を実施する．この実験の評価は，ロボットの誘導精度だけでなく，栽培の観点からの評価も実施する．具体的には，苗定植作業時に，苗の定植の成否に関して考察を行う．均一な育苗が必要であることは既に明らかになっているが，圃場での実験を実施することで明らかになる課題があると期待している．また，ロボットにより圃場に定植された苗の生育に関する評価も実施する．ここでは，苗定植後1週間の活着過程に関する評価と，苗定植から収穫時期に至るまでの，栽培期間での評価を実施する予定である．
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