人間のダイナミック動作の力学的解明とヒューマノイドロボット作業への応用

人体动态运动的机械解析及其在仿人机器人工作中的应用

• 批准号: 17650044
• 负责人: 近野 敦
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17650044/
• 关键词: ヒューマノイドロボット; ダイナミック動作; モーションキャプチャー; 全身協調動作; 動作生成

ダイナミック動作の例として,空手手刀による板割りをとりあげ理論解析を行った.空手手刀による板割りでは,手刀が板にインパクトする瞬間の運動量変化が板に対する力積として作用し,板を破断する.まず,人間の空手手刀動作を参考に,小型ヒューマノイドロボットを用いて,様々な空手手刀動作を生成した.次に,ヒューマノイドロボットが腕を振り下ろす際に手先の持つ運動量に着目し,腕振り動作中に蓄積される運動量と手先速度を計測した.さらに,手刀が板に持つインパクトする瞬間の運動量を,手先等価質量と手先速度の積で近似し,その近似運動量が最大となるような動作を自動生成する手法を開発した.本手法では,まず手先が板にインパクトする瞬間の運動量が最大で,かつ転倒安定性を考え,全身の角運動量が最小となるような評価指標を設定し,最適化手法によりインパクトの瞬間の姿勢と速度を決定する.次に,インパクトの瞬間から微小時間前の姿勢を,時間軸を逆にたどりながら最適化問題を解き,初期姿勢まで逆方向にインパクト前の動作を決定していく.さらに,インパクトの瞬間の姿勢から最終姿勢まで順方向の最適化問題を解いていき,順方向にインパクト後の動作を決定する.一般的なマニピュレータの動作生成では,初期状態と最終状態を決定してから動作を生成するが,本手法ではインパクトの瞬間の運動から動作を生成するため,インパクトの瞬間の運動を実現するのに適した初期姿勢および最終姿勢が自動的に選択される.このようにして,転倒の危険を最小にしつつ,手先の運動量を最大にする空手動作を自動生成する手法を開発した.

There are some examples of action, empty-handed knife, board cutting, theoretical analysis and theoretical analysis. The empty-handed knife is used to cut the plate, and the plate is cut in an instant, and the plate is broken. Please refer to the reference for people to use empty-handed knives, small ones to use them, and to generate them. For the second time, your hand is holding the amount of movement in the wrist vibration, and the speed of the hand is calculated first in the wrist action. The speed of the hand is positively approximated by the speed of the hand first, and the speed of the hand is close to that of the maximum engine. The operation is automatically generated. This technique is used to determine the maximum amount of motion in the instant, the stability of the machine, the minimum angle of the whole body, the setting of the device, the speed of the attitude and the speed. In the second place, the system can quickly change the attitude in a small amount of time, and the optimization problem will be solved in the first time, and the initial attitude in the reverse direction will determine the response. In order to solve the problem of the optimization of the direction of the attitude and the direction of the attitude, the action is determined after the direction of the attitude. In the initial stage, the state of the system determines that the action of the fault is generated, and this method is used to generate the message. This method is used to generate the message in the instant motion action, and select the option for the most efficient attitude automation in the early phase of the crash. You should use the maximum amount of movement, the automatic generation of empty-handed motion, the automatic generation method and the automatic generation method.

项目成果

Visual Servoing Experiment using a 3D Flexible-Link Manipulator

• DOI: 10.1109/iros.2006.281880
• 发表时间: 2006-10
• 期刊: 2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
• 作者: Xin Jiang;A. Konno;M. Uchiyama

ヒューマノイドロボットHRP-2による棒術演武

人形机器人 HRP-2 演示火柴棍术

• 发表时间: 2005
• 期刊: 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会予稿集
• 作者: M.Uchiyama;A.Konno;D.Sato;T.Matsumoto;Y.Ishida;T.Ishihara;石田有 他12名
• 通讯作者: 石田有 他12名

A Humanoid Robot to Perform Tasks in Which Impact Dynamics is Utilized

一种利用冲击动力学执行任务的人形机器人

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of 36^<th> International Symposium on Robotics
• 作者: M.Uchiyama;A.Konno;D.Sato;T.Matsumoto;Y.Ishida;T.Ishihara
• 通讯作者: T.Ishihara

Working Postures for Humanoid Robots to Generate Large Manipulation Force

人形机器人产生大操纵力的工作姿势

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of 2005 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
• 作者: Atsushi Konno;Yoonkwon Hwang;Seikou Tamada;Masaru Uchiyama
• 通讯作者: Masaru Uchiyama

ロボットビジョンシステムのための積層型並列リコンフィギャラブル画像処理プロセッサの設計

机器人视觉系统堆叠式并行可重构图像处理处理器设计

• 发表时间: 2006
• 期刊: 電気情報通信学会論文誌 J89-D・6
• 作者: 杉村 他7名