4脚ロボットの体全体を用いた作業

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14750178
• Research Institution: Japan Aerospace Exploration Agency
• Principal Investigator: 森 治 独立行政法人宇宙航空研究開発機構(宇宙研), 宇宙航行システム研究系, 助手 (30313331)
• Keywords: Legged Robot / Whole Body Manipulation / Manipulation / Quadruped Robot / Singularity

Research Abstract

著者らは,4脚全12自由度を有するロボットの体全体を用いた物体操作法について研究を行った.脚を腕として活用する研究は,従来より行われているが,いずれも,脚の先端にグリッパを取り付け,小型・軽量物体を扱うものであった.一方,本研究では,体全体をマニピュレータのように用いることによって,大型・重量物体の操作を可能とした.
この4脚ロボットの体全体を用いた物体操作法は災害時の活動に適用できる.積み込み作業に,歩行による運搬作業を加えれば,瓦礫除去や人命救出に適用できる.さらに,現場では,複数のロボットが活動することが想定されるため,これらのロボットが協調することによって,より大型の物体を効率的に操作することも可能である.
14年度では,単体で作業を行うことを考えた.ここでは,特に,必要な最大トルクをなるべく小さくし,かつ,安定的に操作するための姿勢遷移を求めた.
これを踏まえ,15年度では,より複雑な力作業を行うために,脱着可能なハンドを開発した.また,歩行性能・作業性能を強化した4脚ロボットを設計・製作し,ハンドを用いて,心臓マッサージ等の作業を実現した.さらに,これら単体作業での知見をもとに,複数の4脚ロボットの協調作業を行った.物体の質量および形状によってロボットの最適な配置および姿勢を考案した.また,一方のロボットが他のロボットを支え,各ロボットが異なる役割を果たすことによって,単体作業ではできないような応用作業も実現した.

Research Products

• [Publications] 小俣 透, 森 治, 友実 敬義: "不定特異姿勢を利用した2本の第2関節非駆動型2リンク系の水平面内結合"日本ロボット学会誌. Vol.21 No.4. 444-450 (2003)
• [Publications] 山脇 輔, 森 治, 小俣 透: "非駆動関節を有する閉5リンクロボットの動的回転制御"日本ロボット学会誌. Vol.22 No.1. 112-119 (2004)
• [Publications] T.Yamawaki, 0.Mori, T.Omata: "Nonholonomic Dynamic Rolling Control of Reconfigurable 5R Closed Kinematic Chain Robot with Passive Joints"2003 IEEE International Conference on Robotics and Automation. (CD-ROM). 4054-4059
• [Publications] 劉 新宇, 森 治, 宮本 淳, 小俣 透: "歩行性能と作業性能を考慮した4脚ロボットの設計"第21回日本ロボット学会学術講演会. (CD-ROM). 2G24 (2003)
• [Publications] J.-K.Choi, O.Mori, T.Omata: "Stability of Parallel Robots in the Neighborhood of Singularities : Application to Self-Reconfigurable Robots"第21回日本ロボット学会学術講演会. (CD-ROM). 2C16 (2003)
• [Publications] 山脇 輔, 森 治, 小俣 透: "可変形態パラレルリンク移動ロボット"第21回日本ロボット学会学術講演会. (CD-ROM). 2C17 (2003)