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2007 Fiscal Year Final Research Report Summary

The research of the "Fall" tolerant humanoid robot : flexible falling and falling recovery control.

Research Project

Project/Area Number 16300064
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Perception information processing/Intelligent robotics
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

HIRUKAWA Hirohisa  National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST, Intellgent Systems Research Institute, Deputy Director (10344227)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KANEHIRO Fumio  AIST, Intellgent Systems Research Institute, 知能システム研究部門, Senior, Researcher (70356806)
FUJIWARA Kiyoshi  AIST, Intellgent Systems Research Institute, 知能システム研究部門, Researcher (10357923)
Project Period (FY) 2004 – 2007
KeywordsHumanoid Robot / Flexible Falling Control / Falling Recovery Control / Mahalanobis Distance / Falling Motion Control / Tenaciousness / テネイシャス性
Research Abstract

In this research, we investigated a robot that does not lose its motion ability by falling over and can resume its activities by standing up again.
The function is one of the most basic functions that an autonomous humanoid robot must have.
We realized a humanoid robot which implemented the ability by flexible falling control and falling recovery control.
We call such a robot as a "fall" tolerant humanoid robot.
We got the following results in the research of the flexible falling control and the research of the falling recovery control.
Flexible falling control :
"Flexible falling control" is a motion control function to suppress the landing damage of the robot which fell into a falling over state.
By using the optimization control technique, we generated the safe falling motions of the robot.
By the technique, a safe falling motion is realized which can suppress damage to a minimum degree.
As a result, the damage can be suppressed to the extent that the motion ability of the robot can be kept.
The damage can be suppressed only when the robot falls over to the front and the back, but it claimed that the motion ability of the robot was extended significantly.
Falling recovery control :
"Falling recovery control" is a function to plan getting up motions from lying states.
The getting up motion is planned by applying A* search to a state graph.
Each node of the graph is a set of contacting parts between the robot and the environment.
And each arc is a motion which moves, adds or removes a contacting part.
If a falling state is an unknown one, similarities between it and existing states are measured by Mahalanobis distance and the most similar state is used as a way point of a getting up motion.
The effectiveness of this technique was confirmed by simulation.

  • Research Products

    (40 results)

All 2007 2006 2005 2004

All Journal Article (24 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (16 results)

  • [Journal Article] Walking biped humanoids that preform manual labour2007

    • Author(s)
      H.Hirukawa
    • Journal Title

      Philosophical Transactions of the Royal Society A 365

      Pages: 65-77

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Getting up Motion Planning using Mahalanobis Distance2007

    • Author(s)
      F.Kanehiro, K.Fujiwara, H.Hirukawa, S.Nakaoka, M.Morisawa
    • Journal Title

      Proc.of 2007 International Conference on Robotics & Automation (ICRA'07)

      Pages: 2540-2545

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Optimal Planning of Falling Motions of a Humanoid Robot2007

    • Author(s)
      K.Fujiwara, S.Kajita, K.Harada, K.Kaneko, M.Morisawa, F.Kanehiro, S.Nakaoka and H.Hirukawa
    • Journal Title

      Proc.of the 2007 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotics and Systems (IROS'07)

      Pages: 456-462

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 転倒実験用ヒューマノイドロボットHRP-2FXの開発2007

    • Author(s)
      藤原 清司、梶田 秀司、原田 研介、比留川 博久
    • Journal Title

      ロボティクス・メカトロニクス講演会'07(ROBOMEC'07)予稿集

      Pages: 1A1-A09(1)-(4)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] ヒューマノイドロボット転倒動作における着地部位選択2007

    • Author(s)
      藤原 清司、梶田 秀司、比留川 博久
    • Journal Title

      第25回日本ロボット学会学術講演会予稿集

      Pages: 3H19

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Walking biped humanoids that preform manual labour2007

    • Author(s)
      H. Hirukawa
    • Journal Title

      Philosophical Transactions of the Royal Society A vol.365

      Pages: 65-77

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Getting up Motion Planning using Mahalanobis Distance2007

    • Author(s)
      F. Kanehiro, K. Fujiwara, H, Hirukawa, S. Nakaoka, M. Morisawa.
    • Journal Title

      Proc. of 2007 International Conference on Robotics & Automation (ICRA'07)

      Pages: 2540-2545

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] An Optimal Planning of Falling Motions of a Humanoid Robot2007

    • Author(s)
      K. Fujiwara, S. Kajita, K. Harada, K. Kaneko, M. Morisawa, F. Kanehiro, S. Nakaoka and H. Hirukawa
    • Journal Title

      Proc. of the 2007 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotics and System(IROS'07)

      Pages: 456-462

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] 転倒実験用ヒューマノイドロボットHRP-2FXの開発2007

    • Author(s)
      藤原 清司, 梶田 修司, 原田 研介, 比留川 博久
    • Journal Title

      ロボティクス・メカトロニクス講演会'07(ROBOMEC'07)予稿集 1A1-A09(1)-(4)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] ヒューマノイドロボット転倒動作における着地部位選択2007

    • Author(s)
      藤原 清司, 梶田 修司, 比留川 博久
    • Journal Title

      第25回日本ロボット学会学術講演会予稿集 3H19

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] マハラノビス距離を用いた転倒回復動作計画2006

    • Author(s)
      金広文男, 藤原清司, 比留川博久, 中岡慎一郎, 森澤光晴
    • Journal Title

      第24回日本ロボット学会学術講演会予稿集

      Pages: 1H14

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 最適制御手法を用いたヒューマノイドロボット転倒動作の検討2006

    • Author(s)
      藤原清司, 梶田修司, 原田研介, 金子健二, 森澤光晴, 金広文男, 中岡慎一郎, 比留川博久
    • Journal Title

      第24回日本ロボット学会学術講演会予稿集

      Pages: 1H15

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Towards an Optimal Falling Motion for a Humanoid Robot2006

    • Author(s)
      K.Fujiwara, S.Kajita, K.Harada, K.Kaneko, M.Morisawa, F.Kanehiro, S.Nakaoka, H.Hirukawa
    • Journal Title

      Proc.of 2006 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots

      Pages: 524-529

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] マハラノビス距離を用いた転倒回復動作計画2006

    • Author(s)
      金広文男, 藤原清司, 比留川博久, 中岡慎一郎, 森澤光晴
    • Journal Title

      第24回日本ロボット学会学術講演会予稿集 1H14

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] 最適制御手法を用いたヒューマノイドロボット転倒動作の検討2006

    • Author(s)
      藤原清司, 梶田修司, 原田研介, 金子健二, 森澤光晴, 金広文男, 中岡慎一郎, 比留川博久
    • Journal Title

      第24回日本ロボット学会学術講演会予 稿 集 1H15

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Towards an Optimal Falling Motion for a Humanoid Robot2006

    • Author(s)
      K. Fujiwara, S. Kajita, K. Harada, K. Kaneko, M. Morisawa, F. Kanehiro, S. Nakaoka, H. Hirukawa
    • Journal Title

      Proc. of 2006 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots

      Pages: 524-529

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] 角運動量を用いたヒューマノイドロボットの転倒計画2005

    • Author(s)
      藤原清司, 金広文男, 梶田修司, 原田研介, 金子健二, 森沢光晴, 比留川博久
    • Journal Title

      第23回日本ロボット学会学術講演会予稿集

      Pages: 2F25

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 角運動量を用いたヒューマノイドロボットの転倒計画2005

    • Author(s)
      藤原清司, 金広文男, 梶田修司, 原田研介, 金子健二, 森沢光晴, 比留川博久
    • Journal Title

      第23回日本ロボット学会学術講演会予稿集 2F25

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] 等身大ヒューマノイドロボットによる前方転倒時の膝着地2004

    • Author(s)
      藤原清司, 金広文男, 原田研介, 梶田修司, 比留川博久
    • Journal Title

      日本ロボット学会第22回学術講演会予稿集

      Pages: 1L14

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Falling Motion Control of a Humanoid Robot Trained by Virtual Supple mentary Tests2004

    • Author(s)
      K.Fujiwara, F.Kanehiro, H.Saito, S.Kajita, K.Harada and H.Hirukawa
    • Journal Title

      Proc.of the 2004 IEEE International Conference on Robotics & Automation(ICRA'04)

      Pages: 1077-1082

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Safe Knee Landing of a Human-Size Humanoid Robot while Falling Forward2004

    • Author(s)
      K.Fujiwara, F.Kanehiro, S.Kajita, H.Hirukawa
    • Journal Title

      Proc.of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotics and Systems(IROS'04)

      Pages: 503-508

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 等身大ヒューマノイドロボットによる前方転倒時の膝着地2004

    • Author(s)
      藤原清司, 金広文男, 原田研介, 梶田修司, 比留川博久
    • Journal Title

      日本ロボット学会第22回学術講演会予稿集 1L14

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Falling Motion Control of a Humanoid Robot Trained by Virtual Supplementary Tests2004

    • Author(s)
      K. Fujiwara, F. Kanehiro, H. Saito, S. Kajita, K. Harada and H. Hirukawa
    • Journal Title

      Proc. of the 2004 IEEE International Conference on Robotics & Automation (ICRA'04)

      Pages: 1077-1082

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Safe Knee Landing of a Human-Size Humanoid Robot while Falling Forward2004

    • Author(s)
      K. Fujiwara, Kanehiro, S. Kajita, H. Hirukawa
    • Journal Title

      Proc. of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotics and System(IROS'04)

      Pages: 503-508

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] An Optimal Planning of Falling Motions of a Humanoid Robot2007

    • Author(s)
      K.Fujiwara, S.Kajita, K.Harada, K.Kaneko, M.Morisawa, F.Kanehiro, S.Nakaoka and H.Hirukawa
    • Organizer
      2007 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotics and Systems(IROS'07)
    • Place of Presentation
      San Diego, CA, USA
    • Year and Date
      2007-11-01
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] An Optimal Planning of Falling Motions of a Humanoid Robot2007

    • Author(s)
      K. Fujiwara, S. Kajita, K. Harada, K. Kaneko, M. Morisawa, F. Kanehiro, S. Nakaoka and H. Hirukawa
    • Organizer
      2007 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotics and System(IROS'07)
    • Place of Presentation
      San Diego, CA, USA
    • Year and Date
      2007-11-01
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] ヒューマノイドロボット転倒動作における着地部位選択2007

    • Author(s)
      藤原 清司、梶田 秀司、比留川 博久
    • Organizer
      第25回日本ロボット学会学術講演会予稿集
    • Place of Presentation
      千葉工業大学
    • Year and Date
      2007-09-15
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] ヒューマノイドロボット転倒動作における着地部位選択2007

    • Author(s)
      藤原 清司, 梶田 修司, 比留川 博久
    • Organizer
      第25回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      千葉工業大学
    • Year and Date
      2007-09-15
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 転倒実験用ヒューマノイドロボットHRP-2FXの開発2007

    • Author(s)
      藤原 清司、梶田 秀司、原田 研介、比留川 博久
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会'07(ROBOMEC'07)
    • Place of Presentation
      秋田拠点センターALVE
    • Year and Date
      2007-05-11
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Getting up Motion Planning using Mahalanobis Distance2007

    • Author(s)
      F.Kanehiro, K.Fujiwara, H.Hirukawa, S.Nakaoka, M.Morisawa
    • Organizer
      2007 International Conference on Robotics & Automation (ICRA'07)
    • Place of Presentation
      Roma, Italy
    • Year and Date
      2007-04-14
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Getting up Motion Planning using Mahalanobis Distance2007

    • Author(s)
      F. Kanehiro, F. Fujiwara, H, Hirukawa. S. Nakaoka, M. Morisawa
    • Organizer
      2007 International Conference on Robotics & Automation(ICRA'07)
    • Place of Presentation
      Roma, Italy
    • Year and Date
      2007-04-14
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] Towards an Optimal Falling Motion for a Humanoid Robot2006

    • Author(s)
      K.Fujiwara, S.Kajita, K.Harada, K.Kaneko, M.Morisawa, F.Kanehiro, S.Nakaoka, H.Hirukawa
    • Organizer
      2006 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
    • Place of Presentation
      Genoa, Italy
    • Year and Date
      2006-12-05
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] マハラノビス距離を用いた転倒回復動作計画2006

    • Author(s)
      金広文男, 藤原清司, 比留川博久, 中岡慎一郎, 森澤光晴
    • Organizer
      第24回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2006-09-16
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 最適制御手法を用いたヒューマノイドロボット転倒動作の検討2006

    • Author(s)
      藤原清司, 梶田修司, 原田研介, 金子健二, 森澤光晴, 金広文男, 中岡慎一郎, 比留川博久
    • Organizer
      第24回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2006-09-16
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 角運動量を用いたヒューマノイドロボットの転倒計画2005

    • Author(s)
      藤原清司, 金広文男, 梶田修司, 原田研介, 金子健二, 森沢光晴, 比留川博久
    • Organizer
      第23回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学
    • Year and Date
      2005-09-15
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Safe Knee Landing of a Human-Size Humanoid Robot while Falling Forward2004

    • Author(s)
      K.Fujiwara, F.Kanehiro, S.Kajita, H.Hirukawa
    • Organizer
      2004 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotics and Systems(IROS'04)
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2004-10-01
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Safe Knee Landing of a Human-Size Humanoid Robot while Falling Forward2004

    • Author(s)
      K. Fujiwara, F. Kanehiro, S. Kajita, H. Hirukawa
    • Organizer
      Proc. of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotics and System(IROS'04)
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2004-10-01
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 等身大ヒューマノイドロボットによる前方転倒時の膝着地2004

    • Author(s)
      藤原清司, 金広文男, 原田研介, 梶田修司, 比留川博久
    • Organizer
      日本ロボット学会第22回学術講演会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2004-09-15
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Falling Motion Control of a Humanoid Robot Trained by Virtual Supplementary Tests2004

    • Author(s)
      K.Fujiwara, F.Kanehiro, H.Saito, S.Kajita, K.Harada and H.Hirukawa
    • Organizer
      2004 IEEE International Conference on Robotics & Automation (ICRA'04)
    • Place of Presentation
      New Orleans, LA, USA
    • Year and Date
      2004-04-29
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Falling Motion Control of a Humanoid Robot Trained by Virtual Supplementary Tests2004

    • Author(s)
      K. Fujiwara, F. Kanehiro, Saito, H. S. Kajita, Harada, K and H. Hirukawa
    • Organizer
      Proc. of the 2004 IEEE International Conference on Robotics & Automation(ICRA'04)
    • Place of Presentation
      New Orleans, LA, USA
    • Year and Date
      2004-04-29
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

URL: 

Published: 2010-02-04  

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