Acquition of Perception Action Control Systems on Environment-Adaptive Mobile Manipulation Robot with Multi-body Transformer Mechanism

多体变形机构环境自适应移动操纵机器人感知动作控制系统的获取

• 批准号: 20H00226
• 负责人: 稲葉 雅幸
• 金额: $ 28.87万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00226/
• 关键词: 知能ロボット; ヒューマノイド; トランスフォームロボット; モジュールロボット; 多機能ロボット; 環境認識適応行動; 移動作業操作行動; 多態変形変身; 自己身体推定; 全身行動制御; トランスフォーム; 多態推進操作機構; 移動作業ロボット; 環境適応認識行動; ロボティクス; 認識行動制御システム; 多態変形機構; トランスフォーマ; 飛行ロボット; 水中ロボット; センサ融合システム; 環境適応; 認識行動制御系; ロボットシステム

本年度は，交付申請書に示した研究計画調書での各研究項目の中の以下の項目のそれぞれを行った．(A) 多態推進操作機構と全身の機構配置表現の構築: 人型と四輪形態とを変身可能な形態での車輪配置と行動比較を行う．移動時に物体操作を可能とする車輪配置構成を比較実装した．信号と電力も脱着して吸着力をもつ小型磁石分散配置脱着機構を試作し，脱着交換機能によって身体構成をロボット操作によって可能なシステムの構成法を確認することが可能となった．(C) 作業時の揺動推定と体勢維持制御: 加速度・角速度・力センサをもつモジュールを身体要素の接合部に配置し，視覚認識情報と関節トルク情報と合わせて各種推定処理と行動計画制御を行うシステムを実現した．(D) 道具利用環境操作作業の認識行動操縦制御: １自由度把持グリッパにより操作できる，ピンセット型道具セットを構成し，各多態推進変形ロボットを作業側だけでなく，操縦側デバイスとして利用し，道具操作方法を動作計画プログラム，人の操縦データ教示利用，模倣学習行動などの方法により進めるための環境を構築した．(E) 環境適合の移動形態と作業形態との形態変換と全身の分解組立手順生成: 防水用全身被覆法として溶融ワックスの積層法を考え，被覆厚調整と関節固化防止法を実験を通して獲得するシステムを実現し，水中環境での行動評価を行った．磁力脱着機構・ワックス被膜の脱着機構を備えたことで，身体の形態変換の多様性は各段に上ることとなり，身体要素が変化するロボットの形態変換は，行動の手順生成だけでなく，身体要素の脱着可能性に基づく分解組立手順生成法を必要とすることとなり，実ロボットによる動作手順の生成，組立対象の配置，部品組み付け，手順生成，組み付け動作制御の基盤システムの基礎を構築してきている．

During the year under review, the following items were included in the submission of the application for research proposal. (A)Construction of multi-propulsion operating mechanism and whole body mechanism configuration performance: human shape, four wheel shape, body possible shape, wheel configuration and action comparison. When moving, the object is operated and the wheel configuration is compared The signal power is released, the absorption force is released, the small magnet is distributed, the release mechanism is tried, the release exchange function is changed, the body composition is changed, the operation is possible, the composition method is confirmed, and the possibility is confirmed. (C)Motion estimation and body potential maintenance control during operation: acceleration, angular velocity, force, body structure, joint arrangement of body elements, visual recognition information, joint information, combination, various estimation processes, action plan control, behavior control, etc. (D)Prop utilization environment operation operation cognition action control: 1 degree of freedom control from operation to operation, from individual type prop structure, from multi-state propulsion to operation side, from operation side to operation side, from prop operation method to action plan, from human operation to teaching utilization, from imitation learning action to method, from advancement to environment construction. (E)Environmental adaptation to mobile form, operational form, change of form, whole body assembly, manual generation: waterproof whole body coating method, melt coating method, joint solidification prevention method, through the implementation of system design, underwater environmental action evaluation. Magnetic detachment mechanism, coating detachment mechanism, body shape change, diversity of segments, body element transformation, body shape change, movement sequence generation, body element detachment possibility, basic decomposition, assembly sequence generation, movement sequence generation, assembly object configuration, component assembly, movement sequence generation, The basic structure of the system is composed of the following components:

项目成果

Model Reference Adaptive Control of Multirotor for Missions with Dynamic Change of Payloads During Flight

飞行中负载动态变化任务的多旋翼飞行器自适应控制模型参考

• 发表时间: 2020
• 作者: Maki;Toshiya and Zhao;Moju and Shi;Fan and Okada;Kei and Inaba;Masayuki
• 通讯作者: Masayuki

Development of Amphibious Humanoid Platform for Sensor-based Behavior Acquisition of Whole-body Manipulation Tasks

• DOI: 10.1109/humanoids53995.2022.10000091
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: 2022 IEEE-RAS 21st International Conference on Humanoid Robots (Humanoids)
• 作者: Tasuku Makabe;J. Oh;T. Anzai;Yuta Kojio;Shintaro Noda;Youhei Kakiuchi;K. Okada;M. Inaba

Learning Agile Hybrid Whole-body Motor Skills for Thruster-Aided Humanoid Robots

学习推进器辅助人形机器人的敏捷混合全身运动技能

• DOI: 10.1109/iros47612.2022.9981974
• 发表时间: 2022
• 期刊: in Proceedings of The 2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems,
• 作者: Shi Fan;Anzai Tomoki;Kojio Yuta;Okada Kei;Inaba Masayuki
• 通讯作者: Inaba Masayuki

Elastic Vibration Suppression Control for Multilinked Aerial Robot Using Redundant Degrees-of-Freedom of Thrust Force

• DOI: 10.1109/lra.2022.3145060
• 发表时间: 2022-04-01
• 期刊: IEEE ROBOTICS AND AUTOMATION LETTERS
• 影响因子: 5.2
• 作者: Maki, Toshiya;Zhao, Moju;Inaba, Masayuki
• 通讯作者: Inaba, Masayuki

Design and Development for Humanoid-Vehicle Transformer Platform with Plastic Resin Structure and Distributed Redundant Sensors

塑料树脂结构分布式冗余传感器仿人车载变压器平台的设计与开发

• DOI: 10.1109/icra46639.2022.9811683
• 发表时间: 2022
• 期刊: in Proceedings of The 2022 IEEE International Conference on Robotics and Automation,
• 作者: Makabe Tasuku;Hiraoka Naoki;Noda Shintaro;Anzai Tomoki;Kimura Kohei;Hattori Mirai;Sato Hiroya;Sugai Fumihito;Kakiuchi Yohei;Okada Kei;Inaba Masayuki
• 通讯作者: Inaba Masayuki