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可変環境への適応と改変を利用したヘビ型ロボットの超冗長制御

可変環境への適応と改変を利用したヘビ型ロボットの超冗長制御
利用对可变环境的适应和修改对蛇形机器人进行超冗余控制
批准号:
21H01285
负责人:
田中 基康
金额:
$8.24万
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份:
2021
资助国家:
日本
项目状态:
未结题
起止时间:
2021-04-01 至 2025-03-31

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
(1)柔軟環境のモデル化:①紐状の柔軟物をモデル化し,ロボットが摩擦力を効果的に発生させることで紐を登るタスクを検討対象とした.紐状柔軟物とロボットとの摩擦力は,体幹に巻き付く紐の巻き角と力により推定できる.②柔軟環境として粉体環境(砂地など)を想定し,生物のヘビの運動を参考にしながら,潜る動作を一つモデル化した.(2)移動剛体環境での環境適応制御:実センサの特性を考慮し,前年度提案した制御手法に改良を施した.固定柔軟環境での環境適応制御:断熱材上のフィルムの偏りを軽減する動作手法を提案し,シミュレーションで検証を行った.(3)近接覚センサの完成:(2)の検証で用いるための近接覚センサのキャリブレーションを実施し,実機搭載が可能な状態にした.触覚センサの開発:ヘビ型ロボットが柔軟環境との接触状態を認識するための触覚センサの開発を行った.巻き角と力を推定可能である.検出方式には気圧式を採用し,32個の気圧センサ素子を2段の放射状に配置し,ウレタンゴムとシリコーンゴムを用いた被膜方法によって,紐状柔軟物との巻き付きに必要な外形と摩擦特性をもち,その全域の接触を検知可能な構成を実現した.成果は次年度に学会発表予定である.(4)検証実験:近接覚センサを搭載した実機を開発し,前述(2)の検証実験を実施し,提案制御則の有効性を確認した.(計画外)①粉体環境について実機実験を基にした,粉体への潜行動作最適化のための方法について考察,実験のための環境構築と予備的な実験,簡略化された物理モデルに基づき,潜行動作の物理的妥当性について議論するための検討を行った.②ヘビ型ロボットの全身と環境との相対位置を認識するためのシステムおよびアルゴリズムの検討を開始した.SLAMの性能を損なうことなく,センサの実装位置の不確かさに同時に対処可能なアルゴリズムを開発した.
英文摘要
(1)柔軟環境のモデル化:①紐状の柔軟物をモデル化し,ロボットが摩擦力を効果的に発生させることで紐を登るタスクを検討対象とした.紐状柔軟物とロボットとの摩擦力は,体幹に巻き付く紐の巻き角と力により推定できる.②柔軟環境として粉体環境(砂地など)を想定し,生物のヘビの運動を参考にしながら,潜る動作を一つモデル化した.(2)移動剛体環境での環境適応制御:実センサの特性を考慮し,前年度提案した制御手法に改良を施した.固定柔軟環境での環境適応制御:断熱材上のフィルムの偏りを軽減する動作手法を提案し,シミュレーションで検証を行った.(3)近接覚センサの完成:(2)の検証で用いるための近接覚センサのキャリブレーションを実施し,実機搭載が可能な状態にした.触覚センサの開発:ヘビ型ロボットが柔軟環境との接触状態を認識するための触覚センサの開発を行った.巻き角と力を推定可能である.検出方式には気圧式を採用し,32個の気圧センサ素子を2段の放射状に配置し,ウレタンゴムとシリコーンゴムを用いた被膜方法によって,紐状柔軟物との巻き付きに必要な外形と摩擦特性をもち,その全域の接触を検知可能な構成を実現した.成果は次年度に学会発表予定である.(4)検証実験:近接覚センサを搭載した実機を開発し,前述(2)の検証実験を実施し,提案制御則の有効性を確認した.(計画外)①粉体環境について実機実験を基にした,粉体への潜行動作最適化のための方法について考察,実験のための環境構築と予備的な実験,簡略化された物理モデルに基づき,潜行動作の物理的妥当性について議論するための検討を行った.②ヘビ型ロボットの全身と環境との相対位置を認識するためのシステムおよびアルゴリズムの検討を開始した.SLAMの性能を損なうことなく,センサの実装位置の不確かさに同時に対処可能なアルゴリズムを開発した.
期刊论文(12)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
DOI: 10.1080/01691864.2022.2138720
发表时间: 2022-11
期刊: Advanced Robotics
影响因子: 2
作者: [Shotaro Ueno;Mizuki Nakajima;Motoyasu Tanaka]
通讯作者: Shotaro Ueno;Mizuki Nakajima;Motoyasu Tanaka
Obstacle-Aided Locomotion of a Snake Robot Using Piecewise Helixes
使用分段螺旋的蛇形机器人的障碍辅助运动
DOI: 10.1109/lra.2022.3194689
发表时间: 2022
期刊: IEEE Robotics and Automation Letters
影响因子: 5.2
作者: [Takanashi Takuro, Nakajima Mizuki, Takemori Tatsuya, Tanaka Motoyasu]
通讯作者: Tanaka Motoyasu
区分的螺旋形状によるヘビ型ロボットの障害物利用推進
使用分段螺旋形状促进蛇形机器人对障碍物的使用
DOI: --
发表时间: 2021
期刊:
影响因子: --
作者: [鈴木 聡, 石田 忠, 松尾瑛,山川雄司, 高梨拓朗,中島瑞,田中基康]
通讯作者: 高梨拓朗,中島瑞,田中基康
Principle of object support by Rope deformation and its application to Rope climbing by snake robot
绳索变形支撑物体的原理及其在蛇形机器人爬绳中的应用
DOI: 10.1080/01691864.2023.2170189
发表时间: 2023
期刊: Advanced Robotics
影响因子: 2
作者: [Watanabe Ryota, Tanaka Motoyasu]
通讯作者: Tanaka Motoyasu
6
    可変環境への適応と改変を利用したヘビ型ロボットの超冗長制御
    • 批准号:
      23K20923
    • 项目类别:
      Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    • 资助金额:
      $2.08万
    • 财政年份:
      2024
    • 负责人:
      田中 基康
    • 依托单位:
    可変拘束機能をもつ超冗長系のダイナミクスベースト制御
    海外基金