2014 Fiscal Year Annual Research Report
多様な路面性状に対する２足歩行ロボットの適応歩行に関する研究
| Project/Area Number |
25870819
|
|---|
| Research Institution | Waseda University |
|---|
Principal Investigator |
姜 賢珍 早稲田大学, 理工学術院, その他(招聘研究員) (70625235)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | 軟弱路面 / 不整地路面 / ２足歩行ロボット / 路面モデル / 路面性状 / 路面性状測定装置 / 適応歩行 / ２足歩行 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
多様な路面性状に対する２足歩行ロボットの適応歩行を実現するため、まずは実環境下に存在する多様な路面に対して様々な路面の特性を調査した。制御に利用可能な工学的な路面のモデルがないため、剛体路面および軟弱路面など実環境下に存在する全路面が再現できるように路面の特徴パラメーターを決め、モデル化を行った。その際に、様々な路面が持つ細かい部分は排除し、共通的に持つ特性である弾性・粘性・塑性、この3つに分類した。
一般に、物質の粘弾性を扱うレオロジー分野では、粘弾性を複数持つ力学モデルとしてばねとダンパがよく用いられる。そこで、ばねとダンパを組み合わせたモデルを構築した。圧縮力と圧縮量および速度を分かると各係数が計算できると考えた。ばねとダンパを並列に配置したモデルは塑性を表現できないため、ダンパをもう一層重ねる形で再現できるようにした。X、Y、Z軸とRoll、Pitch、Yaw回転軸に対してもを考慮し、最終的に３次元の路面立体モデルを構築した。
また、考案した路面の力学モデルを検証や軟弱路面における適応歩行制御に導入する際に必要であるパラメーターを測定するための路面性状測定装置を開発した。測定装置のセンサ機構は２足歩行ロボットの足部にも装着可能な汎用の足型力センサである。
これまで模擬した多様な路面における人間の歩行運動をモーションキャプチャシステムから得られたデータを解析し，足首を修正する新たな制御を開発した結果，高さ100[mm]，密度150±30[kg/m3]のウレタンスポンジ上での歩行に成功した。
また、考案した路面のモデルを用いて新たに開発した床反力を調節する手法で，高さ50[mm]，密度22±2[kg/m3]の極めて柔らかいウレタンスポンジ上での安定した歩行に成功した。
|
