Motion planning with redundant and flexible robots using active contacts

本研究では，全体がハードウェア的にやわらかく，多くの冗長な駆動自由度を備えたロボットを開発し，自身や環境と触れることで運動の精度を向上させる動作計画の枠組み構築を目的としている．具体的には，ロボットとしてテンセグリティを利用した柔軟・冗長なロボットアームに，動作計画手法として接触状況を潜在変数とする階層的なタスク・運動表現に注目し，自身や環境との接触を伴う無作為な試行から，ロボットが積極的に接触状態に移行する動作が計画できることの実証を目指している．2022年度は，全体がハードウェア的にやわらかく，多くの冗長な駆動自由度を備えたロボットプラットフォームのプロトタイプを開発した．当該プラットフォームは40本の空気圧シリンダで駆動され，バネ等を用いていないことから，ハードウェア的にやわらかいだけでなく，多様な湾曲姿勢を能動的にとれる運動性能を持つ．このロボットプラットフォームの入力は40本の空気圧シリンダの内圧を制御する圧力制御弁に対する目標圧力値であり，目標の姿勢や手先位置を実現する目標圧力値を得ることが最初の課題である．2022年度は，入力をランダムに生成し，その目標圧力値で実現される定常姿勢をモーションキャプチャシステムで計測することで入出力データを収集し，その冗長な運動学をデータ駆動アプローチでモデリングした．ロボットプラットフォーム開発については，ロボティクス分野の主要な国際会議で発表したほか，学術論文誌へ論文を投稿した．一方，運動学のモデル化については，2023年度開催のロボティクス分野の主要な国際会議へ論文を投稿した．

本研究では，全体がハードウェア的にやわらかく，多くの冗長な駆動自由度を備えたロボットを開発し，自身や環境と触れることで運動の精度を向上させる動作計画の枠組み構築を目的としている．具体的には，ロボットとしてテンセグリティを利用した柔軟・冗長なロボットアームに，動作計画手法として接触状況を潜在変数とする階層的なタスク・運動表現に注目し，自身や環境との接触を伴う無作為な試行から，ロボットが積極的に接触状態に移行する動作が計画できることの実証を目指している．2022年度は，全体がハードウェア的にやわらかく，多くの冗長な駆動自由度を備えたロボットプラットフォームのプロトタイプを開発した．当該プラットフォームは40本の空気圧シリンダで駆動され，バネ等を用いていないことから，ハードウェア的にやわらかいだけでなく，多様な湾曲姿勢を能動的にとれる運動性能を持つ．このロボットプラットフォームの入力は40本の空気圧シリンダの内圧を制御する圧力制御弁に対する目標圧力値であり，目標の姿勢や手先位置を実現する目標圧力値を得ることが最初の課題である．2022年度は，入力をランダムに生成し，その目標圧力値で実現される定常姿勢をモーションキャプチャシステムで計測することで入出力データを収集し，その冗長な運動学をデータ駆動アプローチでモデリングした．ロボットプラットフォーム開発については，ロボティクス分野の主要な国際会議で発表したほか，学術論文誌へ論文を投稿した．一方，運動学のモデル化については，2023年度開催のロボティクス分野の主要な国際会議へ論文を投稿した．