2011 Fiscal Year Annual Research Report
介護介助支援ヒューマノイドに向けた対人感覚統合認識行動と適応的全身動作制御の実現
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10J07818
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野沢 峻一 東京大学, 大学院・情報理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | ヒューマノイドロボット / 重量対象物操作 / 双腕目標手先力最適分配 / 自律的操作戦略決定 / 目標操作力更新 |
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| Research Abstract |
本年度は介護支援動作に適用可能なヒューマノイドロボットの全身動作制御法に焦点をあて要素技術の考案と検証を行い、さらに3年目の研究のための基礎を築いた。
(1)重量対象操作のための把持によらない操作法:把持によらない重量対象操作のための力制御法を新規に考案した。押す、引く、転がすといった把持を伴わない動作は、対象の全重量を支えないため重量対象操作に重要であり、従来研究でヒューマノイドへの適用方法も議論されてきた。一方で従来の方法では足裏での転倒回避が主に扱われ、押し動作時の滑り回避法が自明でなく、並進・回転を含む一般的平面内押し操作が困難であった。本研究では転倒回避のための従来方法を踏襲しつつ、手先反力制御型押し操作制御系への手先目標力を、物体回転モーメントとヒューマノイドが受ける反モーメントとを考慮し分配する方法により平面内操作を実現した。また、提案手法が有人車椅子(90[kg]超)の操作に適用可能なことを実証した。
(2)必要操作力が変動する場合の対象構造を考慮した操作力更新法:構造を持った対象の必要操作力が変動する場合でも適応的に操作可能な動作制御法を提案した。ヒューマノイドは過負荷だけでなく転倒の危険があるため、従来研究の対象可動方向による制御方式振分けを行わず力制御のみを手先に適用した。その代り可動方向に関して目標手先力更新を行うことで、位置精度向上を目指した。提案手法がドア開けといった構造物操作に適用可能なことを示した。
(3)実行可能な操作戦略決定法:双腕操作・単腕操作などの操作戦略の自律的選択は重量対象操作に必須であると考え、操作戦略決定法に関する検討を行った。エンドエフェクタごとの可到達域・関節負荷分布をオフラインで求め、オンラインでそれを利用する枠組みを検討した。提案手法が対象質量が未知であってもオンライン推定した質量情報を元に操作戦略が選択できることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
重量対象操作のためのヒューマノイドロボット全身動作制法に重点をおき進めてきている。こちらに関しては、人間が乗った車椅子という100[kg]近い対象のより高性能操作法が実現できており、またシステム構築を進めてきている。一方、計画書に記載したその他の要素技術研究項目としては対人認識技術・接触センサの検討が挙げられるが、それらに関しては本研究課題としては検討を行っている段階である。ただし、どちらも研究室めソフトウェア・ハードウェア資産を大幅に活用することにより実現できるものと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は引き続き重量対象操作のための動作制御法に関して重点を置き研究を行い、11.で述べたその他の項目に関しても統合方法を検討する。マネキン等を用いヒューマノイドロボットの多点が接触する動作制御法を検討する。対人認識技術は研究室で行なってきている色つき3次元点群による人体姿勢認識技術を応用する。触覚センサに関しては昨年度ですでに本研究課題以外の研究者が主だって開発を行い申請者も共著として研究を進めてきており、本年度はそれを活用することを検討する。また、本年度は研究課題に対する研究開発・発表も行うが、主には論文誌の執筆と博士論文の執筆・審査のための準備に重点を置き研究を行なっていく。
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