全身に軟化変形能力を有する自律変態ロボットの自己認識機能と環境適合行動の研究

全身软化变形自主变形机器人自我识别功能与环境适应行为研究

• 批准号: 02J08092
• 负责人: 中井 博之
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J08092/
• 关键词: 変形変態ロボット; 軟化変形構造; 形状認識; 摩擦安定性評価; 形状操作計画; 軽量骨格型ロボット; 全身行動計画; 衝撃吸収; 変態ロボット; モジュール化; 全身変形; 行動プランニング

本年度は変形変態ロボットの自己認識機能,及び行動生成機能の開発を行い,それらを統合してロボットにおける環境適合行動を実現した.この機能は,変形変態ロボットの身体の変形を利用した行動のみでなく,ヒューマノイドのような汎用性の高い身体機能をもつロボットが形状変化可能な物体の形状を操作してそれを利用する行動に対しても有用であることを確認した.また,最終的にそれらを論文として総括した.1.構造変形を含む全身行動のプランニング全身行動を生成する際にロボットをリム毎に分割して行動生成を行うリム分割法によるプランニングを複数リムが同時に動作する行動にまで拡張した.次にこれを変形変態ロボットに適用するために,1)摩擦力に基づくバランス評価法,2)最短経路計画によるリンクの変形可能性の評価法をロボットの行動計画に組み込んだ.2.形状認識機能輪郭画像から三次元モデルを再構築するシルエット法を実装し,ロボットの視覚から自身の変形形状を認識する方法を開発した.ここでは再構成された三次元モデルを定式化された形状パラメータ表現に変換することでパスプランニングに利用可能なモデルを構築する.3.形状操作の計画ポテンシャルエネルギの最小化問題を解くことで形状操作からリンクの変形形状を求めるモデルの実装を行った.この逆演算である目的形状からその形状操作法を求める機能はリンクの変形時により重要となるが,この機能はニューラルネットワークを用いて実現した.4.軽量骨格型ロボットの開発変形構造は変形時に相変化を利用しているため,リンク欠損時の自己修復機能を実現することが可能であり,これを利用することで軽量骨格型のロボットが実現可能となる.本研究では脚型軽量骨格ロボットを開発し,さらにそのリンクの形状変形を利用した衝撃吸収機能を提案した.

は this year - shape - state ロ ボ ッ ト の you know function, and び action generated function の open 発 を い, そ れ ら を integration し て ロ ボ ッ ト に お け る environment suitable for action を be presently し た. こ の function は, state - shape - ロ ボ ッ ト の の body - shaped を using し た action の み で な く, ヒ ュ ー マ ノ イ ド の よ う な high domestic sex の い body function を も つ ロ ボ ッ ト が shape can be の な object shape - を operation し て そ れ を using す る action に し seaborne て も useful で あ る こ と を confirm し た. ま た, final に そ れ ら を paper と し て 総 enclosed し た. 1. Structure - shaped を containing む body action の プ ラ ン ニ ン グ body action を generated す る interstate に ロ ボ ッ ト を リ ム their に segmentation し て action generated line を う リ ム segmentation に よ る プ ラ ン ニ ン グ を plural リ ム が に simultaneous actions す る action に ま で company, zhang し た. Time に こ れ を - shape - state ロ ボ ッ ト に applicable す る た め に, 1) friction に づ く バ ラ ン ス review 価 method, 2) the shortest 経 road project に よ る リ ン ク の possibility - shaped の review 価 method を ロ ボ ッ ト の group action plan に み 込 ん だ. 2. Shape function of understanding wheel guo portrait か ら three-d モ デ ル を to construct す る シ ル エ ッ を ト method be し, ロ ボ ッ ト の apparent 覚 か ら の itself - shape shape を know す る method を open 発 し た. こ こ で は reconstitution さ れ た three-d モ デ ル を demean さ れ た shape パ ラ メ ー に タ performance variations in す る こ と で パ ス プ ラ ン ニ ン グ に may use な モ デ Youdaoplaceholder0 を construct する.3. Shape の operation plan ポ テ ン シ ャ ル エ ネ ル ギ の minimization problem を solution く こ と で shape operation か ら リ ン ク の - shape shape を o め る モ デ ル の line be loaded を っ た. こ の inverse calculation で あ る purpose shape か ら そ の shape drawn を o め る function は リ ン ク の - shape when に よ り important と な る が, こ の function は ニ ュ ー ラ ル ネ ッ ト ワ ー ク を Use て て to realize た.4. 軽 quantity type bone ロ ボ ッ ト の open 発 - shaped structure は - shape when に phase - を using し て い る た め, リ ン ク loss owed の own repair function を be presently す る こ と が may で あ り, こ れ を using す る こ と で 軽 quantity type bone の ロ ボ ッ ト が may be presently と な る. This study で は foot type 軽 quantity bone ロ ボ ッ ト を open 発 し, さ ら に そ の リ ン ク の - shape を using し た blunt shock absorption 収 function を proposal し た.

项目成果

中井 博之, 稲葉 雅幸, 井上 博允: "ロバスト性と可操作性評価に基づく変形ロボットの形状決定機能"第20回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 3H22 (2002)

Hiroyuki Nakai、Masayuki Inaba、Hiroyuki Inoue：“基于鲁棒性和可操作性评估的可变形机器人的形状确定功能”日本机器人学会第20届学术会议论文集3H22（2002）。

中井 博之, 星野 由紀子他: "軟化変形ロボットの研究 -低融点金属の相変化を用いた形状適応変形ロボットの実現-"日本ロボット学会誌. vol.20, no.6. 625-630 (2002)

Hiroyuki Nakai、Yukiko Hoshino 等人：“软化变形机器人的研究 - 利用低熔点金属的相变实现形状自适应变形机器人”，日本机器人学会杂志，第 20 卷，第 625 期。 -630 (2002)

Hiroyuki Nakai, Masayuki Inaba他: "Metamorphic robot made of low melting point alloy"Proceedings of the 2002 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. 2025-2030 (2002)

Hiroyuki Nakai、Masayuki Inaba 等人：“由低熔点合金制成的变形机器人”2002 年 IEEE/RSJ 国际智能机器人与系统会议论文集（2002 年）。

Hiroyuki Nakai, Masayuki Inaba, Hirochika Inoue: "Body Deformable Motion Planning for Metamorphic Robot"Proceeding of the 2003 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. CD-ROM. 1425-1430 (2003)

Hiroyuki Nakai、Masayuki Inaba、Hirochika Inoue：“变形机器人的身体可变形运动规划”2003 年 IEEE/RSJ 国际智能机器人和系统会议论文集。

中井博之, 稲葉雅幸, 井上博允: "RRT-Connect Plannerを用いたロボットの全身行動生成"ロボティクス・メカトロニクス講演会'03 予稿集. CD-ROM. 2P1-1F-C1 (2003)

Hiroyuki Nakai、Masayuki Inaba、Hiroyuki Inoue：“使用 RRT-Connect Planner 生成机器人的全身行为”机器人和机电一体化会议 03 光盘 (2003)。