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2016 年度 実績報告書

ヘビ型ロボットの不整地踏破制御法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 26870198
研究機関電気通信大学

研究代表者

田中 基康  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (50633442)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードヘビ型ロボット / 不整地 / 冗長性 / 多連結ロボット / 索状ロボット / 階段 / 軌道追従 / 制御
研究実績の概要

最終年度は,(1)階段昇降制御の提案,(2)先頭の位置・姿勢を維持しながら任意の体形に変形する制御において関節角度限界超過の回避も同時に実現する制御方法の提案と実機検証,(3)非平行2平面間の制御則の提案と実機検証,(4)連続曲線の離散近似法をベースに自重を利用した不整地環境適応推進制御方法の提案,不整地踏破制御のために改良を加えた実機を用いた実験での有効性検証を行った.また,他ロボットへの応用として,(5)障害物が散在する平面環境を掃除する多連結掃除ロボットへの制御則の応用を行った.
補助期間全体を通じての実績としては,当初は曲面環境での制御を目指したがハードウェア起因の問題が生じたため,想定環境は平面から段差,階段,非平行平面,といった流れで複雑化していき,それぞれの環境における制御理論を確立した.研究を進める上で不整地踏破に必要不可欠であるとわかった「障害物が散在する環境での推進方法」や動作の初期条件を整えるために必要な体形変化制御方法についても,2次元平面上に限定したものであるものの,確立した.そして最終年度には不整地環境において自重を用いて環境に適応し移動する環境適応制御の提案を行い,実機実験によりその有効性を確認した.ヘビ型ロボットは非常に多くの関節をもち,その関節数の多さから動作の自由度が非常に大きく操作が難しい.これに対し,本研究で得られた成果を用いることで,「先頭の軌道」を指定するだけでそれぞれの想定環境においてロボットの動作を自動生成することができ,遠隔操縦や自律制御の観点からたいへん有用である.また,得られた成果は合計7編の国際論文誌の掲載されており,その意義や重要性は十分であると言える.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Shape Control of a Snake Robot with Joint Limit and Self-collision Avoidance2017

    • 著者名/発表者名
      Motoyasu Tanaka and Kazuo Tanaka
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Control Systems Technology

      巻: 印刷中 ページ: -

    • DOI

      10.1109/TCST.2016.2614832

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 階段昇降可能な車輪型索状ロボットの開発2017

    • 著者名/発表者名
      田中基康,中島瑞,田中一男
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
    • 発表場所
      ビッグパレットふくしま
    • 年月日
      2017-05-11 – 2017-05-12
  • [学会発表] 能動車輪型多連結ロボットの開発と手動環境適応推進2016

    • 著者名/発表者名
      田中基康,中島瑞,田中一男
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [学会発表] 多連結移動ロボットのためのタフな通信システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      田中基康,中島瑞,田中一男
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [学会発表] 多連結清掃ロボットの開発と机上清掃制御2016

    • 著者名/発表者名
      木村康太,田中基康,田中一男,松野文俊
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [備考] Snake Robot

    • URL

      https://sites.google.com/site/motoyasutanakalab/home/research/snake-robots

  • [備考] UEC e-Bulletin

    • URL

      http://www.ru.uec.ac.jp/e-bulletin/pdf-issues/2015/vol8.pdf

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公開日: 2018-01-16  

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