| 研究課題/領域番号 |
26420413
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
駒田 諭 三重大学, 工学研究科, 教授 (10215387)
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| 研究分担者 |
白井 達也 鈴鹿工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (20342503)
矢代 大祐 三重大学, 工学研究科, 助教 (60607323)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 筋骨格 / 腱駆動 / 剛性 / 視覚 / 非線形バネ / 制御 / ロボットアーム |
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| 研究実績の概要 |
まず、制御対象として３対６筋剛性可変駆動アームに用いる剛性調整機構として旧来のSATに代えて新しい構造の非線形バネ機構を考案、実機を製作して特性を解析した。３対６筋剛性可変アームの構想設計を終え、詳細設計を行った。さらに、SATを用いた３次元空間内での３関節アームの製作を行い、実験を行った。
１関節剛性可変腱駆動アームの位置制御系に関して検討を行った。非線形バネの剛性とコントローラパラメータの関連を解析し、実験との対比を行った。これにより、剛性指令値の決定に対する指針が得られた。
２関節剛性可変腱駆動アームに作業空間での作業を行わせるために必要な、作業空間からから腱空間への座標変換手法を考案した。ここでは、重みを付加したヤコビ行列の零空間を用いた手法を提案し、各腱の張力の上下限を考慮して、各腱の最大力までを利用可能とする手法を実現した。これにより、本制御手法の実用化に近づいた。
上記作業空間アーム制御系に対する剛性や先端発揮力指令値を達成可能とするアーム姿勢決定法を開発した。これにより、作業に適したアーム姿勢を自律的に決定可能となった。
複数の簡易な座標変換を用いた視空間ビジュアルサーボ手法を開発した。本手法においては視空間と同様に、距離と方位を座標系とした極空間を複数用意して、視空間からそれらに対して簡易な変換が可能なことを明らかにした。それを利用した筋骨格ロボット制御手法を開発した。これにより、剛性可変腱駆動アームに視覚機能を追加することが可能となる。
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| 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
研究実績で示したように、多方面に渡って研究を行い、多くの研究成果を得ることができた。その結果、査読あり学術論文1件、査読あり国際会議3件、国内大会2件の論文を公表した。
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| 今後の研究の推進方策 |
人間と共存する環境で安全に様々な作業を行えるロボットを開発することを目的に、3つの要素を組み合わせたシステムを研究してきた。これまでに(1)剛性が可変な非線形バネを用いた軽量で柔軟な腱駆動アーム、(2)人間の空間知覚に関係の深い視空間座標系を含む複数座標系間の簡易な変換を導出し、複数のセンサ情報を融合した腱駆動アームのビジュアルサーボを開発した。今後は残された (3)ビジュアルサーボを行いながらの可変剛性を利用した腱駆動アームの接触動作を実現する。さらに、実際に作業を行うロボットを具現化するために、作業領域の2次元から3次元への拡張や、カメラの動作への対応、出力重量比の大きなアクチュエータを用いた腱駆動アームの軽量化にも取り組む。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コンピュータ内蔵のインターフェイスボードと、それを格納する拡張ボックスを借用し、実験を行い動作を確認できたため、それらを注文したが、年度内に到着しなかったため。さらに、これまでに得られた研究成果の対外発表のための大会参加費や旅費、学術雑誌の投稿料として使用するため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
注文済みのコンピュータ内蔵のインターフェイスボードと、それを格納する拡張ボックスの代金の支払いに当てる。さらに、研究成果の対外発表のための旅費や参加費として使用し、学術雑誌への投稿料としても使用する。
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