Responsive contact motion generation for humanoid robots

人形机器人的响应式接触运动生成

• 批准号: 21H03521
• 负责人: 田崎 勇一
• 金额: $ 8.9万
• 依托单位: Kobe University
• 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
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03521/
• 关键词: 人型ロボット; 転倒回避; 多点接触運動生成; 転送回避制御

計画第二年度である本年度は，研究課題である多点接触運動の即応的生成手法のアルゴリズムへの実装および動力学シミュレーション環境での評価を進めた．昨年度から継続している二足歩行ロボットの転倒回避制御に関しては，環境の多様性への対応の第一歩として，異なる路面摩擦係数を想定した転倒回避運動データベースを複数事前に生成し，これを実際の路面状況に応じて切り替えて使用する方式を検討した．具体的な成果を得るところまでは進捗していないので，次年度も検討を継続する．多点接触を伴う運動計画に関して，動的計画法と接触系列の局所探索にもとづくアルゴリズムを開発し，動力学シミュレーション上で歩行，走行，ジャンプ，手すりを用いた移動などの運動生成を実現した．現状では接触の系列は別途決定し，軌道計画器に指示する方法が一般的であるが，本手法を用いれば接触系列と軌道を同時に自動生成することが可能となるので，多様な環境におけるロボットの自律性向上に大きく寄与すると期待できる．また，従来の接触計画法は組み合わせ爆発におちいることが課題であったが，本手法で考案した局所探索を用いれば，実用的な計算時間で様々な接触系列を計画できることが明らかとなった．手法の実機検証へ向けたパラレルリンク式二足歩行ロボットについては開発をほぼ完了し，基礎的な歩行試験を終えた．直近の学術講演会にて発表の予定である．自由度の関係から多点接触運動の検証には不向きであるので，主に転倒回避運動の性能評価プラットフォームとして活用する予定である．

In the second year of the project, the research topic of multi-point contact motion generation method and its implementation and dynamics were evaluated. The first step in the process of environmental diversity is to determine the coefficient of friction of the road surface and to examine the way in which the road surface conditions are used. Specific results were obtained and discussed in the next year. Multi-point contact motion planning is related to dynamic planning and exploration of contact series. Motion generation is realized on the basis of dynamic analysis. The present invention relates to a method for automatically generating a contact series simultaneously by using an orbit planner. The contact planning method is used to investigate the problem and calculate the contact time. The basic walking test is completed. Recent academic lectures are scheduled for publication. The relationship between degrees of freedom and multi-point contact motion is discussed.

项目成果

Model predictive control of legged and humanoid robots: models and algorithms

• DOI: 10.1080/01691864.2023.2168134
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: Advanced Robotics
• 影响因子: 2
• 作者: S. Katayama;Masaki Murooka;Y. Tazaki

A continuous-time walking pattern generator for realizing seamless transition between flat-contact and heel-to-toe walking

• DOI: 10.1080/01691864.2022.2120774
• 发表时间: 2022-09
• 期刊: Advanced Robotics
• 影响因子: 2
• 作者: Y. Tazaki;Satomi Hanasaki;Soh Yukizaki;Yugo Mitazono;Hikaru Nagano;Y. Yokokohji

人型ロボットのかかと接地・つま先離地による高速歩行のための遊脚軌道の設計

足跟接触、足趾释放的仿人机器人高速行走自由腿轨迹设计

• 发表时间: 2021
• 作者: 花崎仁実;田崎勇一;永野光;横小路泰義
• 通讯作者: 横小路泰義

Real-time Step Adaptation for Bipedal Robots Utilizing Pre-computation of Capture Regions

利用捕获区域预计算的双足机器人的实时步长自适应

• 发表时间: 2021
• 作者: Goto Taichi;Takashima Ichiro;Kunori Nobuo;Tomohiro Ishizu;金山範明 町澤まろ 木村健太;Y. Tazaki
• 通讯作者: Y. Tazaki

複数の観測データの統合による準静止物体を除去した近接点ポーズグラフ地図の構築

通过整合多个观测数据来构建去除准静止物体的邻近点位姿图

• 发表时间: 2021
• 作者: 和田鼓太郎;田崎勇一;永野光;横小路泰義
• 通讯作者: 横小路泰義