2023 Fiscal Year Annual Research Report
Expansion of Preparation Behavior Database in the Human's Torso for Speeding up Motion Generation of Humanoid Robots
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21K13487
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
築地原 里樹 福井大学, 学術研究院工学系部門, 講師 (00835548)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 家事動作計測 / ヒューマノイドロボット / モーションキャプチャ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒューマノイドロボットの全身動作生成にかかる計算時間短縮に向けて，人間の生活空間における持ち運び動作を解析することで，ロボットの動作計画に必要な人間姿勢のキーポイントを抽出する．人間の到達動作中における手や足などの直接到達に関わる部位のみではなく，肘や胴体・股などの姿勢決定に自由のある部位の家事タスクにおける準備姿勢を解析することにより，ヒューマノイドロボットにおけるタスク時間の短縮や安定性の高く，大きな力を発揮できる動作を獲得する．人体計測とロボット制御に着手し，生活環境におけるロボット動作の獲得を達成するよう努めた．令和4年度は以下の内容について研究した．
1) 家事動作における肘や胴体の準備動作の解析：家庭環境内を想定した棚内の持ち運び動作を解析した．購入したモーションキャプチャカメラを用いてシステムを構築し，動作中の全身姿勢を計測した．また，全身動作の安定性の評価のために6軸力センサをシステムに組み込んだ．操作対象物の重量が増えるほど物体を掴む時刻の前に胴体を引いて構える姿勢を準備することが被験者実験により有意差を持って確認できた．また，肩から手先の距離と胴体前傾姿勢にも物体の重量によって差があることを確認できた．モータや安定性への負荷の高い持ち出し・置き動作の重要な姿勢を抽出でき，ヒューマノイドロボットの準備動作のを抽出できた．またVR環境においても同様の実験を行い同じ傾向を確認することができたため，VR環境において計測データの汎用性を向上できる可能性が示唆された．
2) 3点保持ロボット実験：人間の重量物体の運搬動作に着目し，手腕のみではなく胸を使った保持姿勢について定式化した．HRP-4実機において両手先と胸の3点保持の実験を実施し，ロボット各関節における負荷トルクの減少を確認できた．
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