セル構造を有する自己組織化ロボットの動的再構成制御の研究

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現在までに、いくつかの分離・結合型のロボットシステムが提案されてきたが、それらの構成要素がインテリジェントでないので、前もって決められている順に従ってマニュアル作業によってシステムを構築する必要がある。本研究では、ロボットの機能を分解し、その各部品をセルと称する単機能な部分に分け、これらが与えられたタスクに応じて自由に自動的に組み合わせ、複雑な機能を発揮できるロボットシステムを構築するハードウエアとソフトウエアの基礎を確立することを試みた。従来のマニュピレータや移動ロボットの各連接リンクの接合部は、自由な分離・結合が不可能なため、ロボットの環境やタスクの目的に適応したリンク間の組み合わせをとることができないのに対し、本研究のロボットは各機能を有するリンク毎の基本セルを自動的に組み合わせ、制御(動的再構成)することにより、環境や目的に適応した形態をとることができる特徴を有している。本研究においては、この様な自己組織化ロボットシステムの基本制御機構であるセル間の結合・分離制御に的を絞り、(1)セル間の分離・結合の自動制御方法について、LEDとフォトダイオードを配置した構成により、粗接近制御、精密接近制御を行い、最終的に内部のモータドライブのフック機構によりセル同士が結合するハードウエアを考案した。このハードウエアに基づき、これらのセンサ系によるセンサ・ベース制御方法を提案し実験私行い良好な結果を得た。(2)セル間の結合・分離制御後のロボットシステム全体のセル数の変化に対応できる制御ソフトウエアの構成方法について提案し、その有効性を実験により確認した。以上より、ロボットの基本単位が独立の機器を有し、目的に応じ自律的に離散・集合を行うことのできる自律分散型ロボットシステムについて、その基礎を確立した。