ソフトロボットによる協調的な物体操作

本研究は、人間との共生を考慮し、柔らかい部材を機械設計に積極的に応用したロボット(ソフトロボット)の研究、開発を行うことを目的とする。昨年度まで、ソフトロボットの設計概念について、幅広く検討を行ってきた。そして、ソフトロボットが直接人間と接触して、介護などの作業を行うことを考え、差動機構を持った2自由度サーボモジュールに、コイルばねによる弾性部を設けたソフトサーボモジュールを設計、製作し、基礎的な実験を行った。また、受動関節部にコンプライアンスを有する単機能のロボットを多数協調させるハンドリングシステムについても研究を進めた。今年度は、昨年度に製作した2自由度サーボモジュールの問題点を明らかにし、新たに3台のソフトサーボモジュールを設計、製作した。このサーボモジュールは、差動機構部の製作誤差や組み付け誤差をより小さくできるように設計され、また、昨年度までの課題であった傘歯車に発生するスラスト方向の力を受けられるように改善されている。その結果、バックラッシュの除去が可能となるとともに、これまでのモジュールと比較し、摩擦の少ない滑らかな運動が実現された。このサーボモジュールの持つ柔軟性を検証するために、手先に外力(曲げおよびねじり)を加えたときの振動抑制と位置制御の実験を行った。その結果、設計、製作したコンプライアンス機構の有効性を確認した。受動関節部にコンプライアンスを有する単機能ロボット群の協調制御については、イベントベースド(event-based)制御の考え方を導入し、これにより分散協調制御系の設計を行った。そして、実験により、この制御系の有効性を確認した。

本研究は、人間との共生を考慮し、柔らかい部材を機械設計に積極的に応用したロボット(ソフトロボット)の研究、開発を行うことを目的とする。昨年度まで、ソフトロボットの設計概念について、幅広く検討を行ってきた。そして、ソフトロボットが直接人間と接触して、介護などの作業を行うことを考え、差動機構を持った2自由度サーボモジュールに、コイルばねによる弾性部を設けたソフトサーボモジュールを設計、製作し、基礎的な実験を行った。また、受動関節部にコンプライアンスを有する単機能のロボットを多数協調させるハンドリングシステムについても研究を進めた。今年度は、昨年度に製作した2自由度サーボモジュールの問題点を明らかにし、新たに3台のソフトサーボモジュールを設計、製作した。このサーボモジュールは、差動機構部の製作誤差や組み付け誤差をより小さくできるように設計され、また、昨年度までの課題であった傘歯車に発生するスラスト方向の力を受けられるように改善されている。その結果、バックラッシュの除去が可能となるとともに、これまでのモジュールと比較し、摩擦の少ない滑らかな運動が実現された。このサーボモジュールの持つ柔軟性を検証するために、手先に外力(曲げおよびねじり)を加えたときの振動抑制と位置制御の実験を行った。その結果、設計、製作したコンプライアンス機構の有効性を確認した。受動関節部にコンプライアンスを有する単機能ロボット群の協調制御については、イベントベースド(event-based)制御の考え方を導入し、これにより分散協調制御系の設計を行った。そして、実験により、この制御系の有効性を確認した。