ホッピングロボットを元にした小型締固め機械ランマーの自動化に関する研究

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K19892
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 谷島 諒丞 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (10869598)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ロボット / 建設機械 / 締固め / 制御

Outline of Annual Research Achievements

土木建設業では，人手不足の解消，労働環境の改善，生産性の向上のために，建設機械のロボット化と施工や検査の自動化が求められており，様々な分野において人の代わりに作業を行うロボットの研究開発や導入が進められている．土木工事における作業の1 つに地面の締固め作業があるが，これにはランマーと呼ばれる小型の締固め機械が用いられる．本研究課題では，制御装置を後付けすることで，このランマーをロボット化することを目指している．振動するランマーを制御するために必要な制御装置と制御手法を明らかにするとともに，それをもとに開発したロボットランマーの移動性能や締固め性能を評価する．
今年度は，制御手法についての検討を進めるとともに，シミュレータの検証を行った．当初想定していたロボットシミュレータのGazeboに加えて，機械だけでなく地盤も扱うことができるリアルタイムシミュレータの一つであるVortex Studioについても検討を行った．これらを用いることで，制御手法の検証や実環境への適用可能性について検討を進めている．また，これと並行して，実機のランマーに関する調査も進めた．実機を所有する機関に訪問し，実際に動作させて，知見を深めた．さらに，ランマーの小型模型の設計を進め，製作を開始した．小型模型は実機の約四分の一のサイズで，実機とほぼ同じ構造を持っており，外部からの電源で電動モータを駆動することで実機と同様に動作する．今後は，これに制御装置を取り付け，制御手法を実装し，検証を進める．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルスの影響により，研究活動が十分に行えない期間があったため，当初の予定より遅れが生じている．特に，研究開始時期の令和二年度のはじめは，最初の緊急事態宣言中で研究室への立ち入りが制限されていたため，研究の進捗に大きな影響が出た．その後は，順次計画を進めている．

Strategy for Future Research Activity

今後は，まず，制御手法の構築をさらに進め，小型模型への実装を行う．これを用いて屋内と模擬環境での実験と検証を行い，制御手法の改良を行う．また，それらの結果をもとに実機での実現可能性について検討を進める．最終的には，実機に実装し，屋外環境での実験を行うことを目標とする．ただし，研究の進捗が遅れている状況であるため，実機は検討にとどめ，小型模型での検証と改良に注力することも検討している．

Causes of Carryover

新型コロナウイルスの影響により，研究の進捗に遅れが生じたことと情報収集や発表のために計画していた学会等が中止やオンライン開催になったことが原因である．遅れている計画を進めることで，順次執行する予定である．また，性能評価等を行うために計測装置を新たに購入する必要があることが分かったため，これに割り当てることも検討している．