産業用協働双腕ヒューマノイドロボットのパワーアシストスーツの開発

働き方改革やコロナ社会における工場現場の作業員の密の問題の解決に向け，柵なしで人と共存できる産業用協働ロボットを導入した自動化の普及促進が不可欠である．しかしながら協働ロボットは安全性の確保のために関節出力が制限（最も安全とされるのはモータ出力80W以下）される場合が多く，必然的に作業内容も制限され普及のボトルネックになっている．本研究では産業用ヒト型双腕協働ロボット用のパワーアシストスーツ開発のための基礎検討を遂行して，現場における重量作業の制限の問題を払拭する技術の研究開発を進めた．人用パワーアシストの制御技術の基本は，例えば自動車のパワーステアリングなどに代表される，ヒューマン・イン・ザ・ループの考え方になる．すなわちアシスト機器と作業者が協調して作業を遂行するシステムであり，既に実用化が進んできている．一方で工場現場において普及が進みつつあるモータ出力80W以下の協働ロボットは，現場での利便性が高いが非力で用途が制限されている．本研究ではその非力問題を払拭するため，協働ロボットに「安全装置で標準装備された力センサ」で協調特性を自律的に学習する，協働ロボット用の新しいパワーアシスト機器を開発が必要と考えられる．単純に従来のロボットと電動アシスト機器を連結すると，前者の位置決め制御系のサーボと後者の力制御系のサーボが相互干渉して不安定かつ振動が生じる場合があることが予想される．作業のためには位置決めが不可欠であるので，力制御となる電動アシスト機器の制御パラメータチューニングにより，この問題を払拭することがポイントになる．そこで電動アシスト機器のモデル同定を遂行して，自律的な協調動作に必要となるパラメータを探索した．

働き方改革やコロナ社会における工場現場の作業員の密の問題の解決に向け，柵なしで人と共存できる産業用協働ロボットを導入した自動化の普及促進が不可欠である．しかしながら協働ロボットは安全性の確保のために関節出力が制限（最も安全とされるのはモータ出力80W以下）される場合が多く，必然的に作業内容も制限され普及のボトルネックになっている．本研究では産業用ヒト型双腕協働ロボット用のパワーアシストスーツ開発のための基礎検討を遂行して，現場における重量作業の制限の問題を払拭する技術の研究開発を進めた．人用パワーアシストの制御技術の基本は，例えば自動車のパワーステアリングなどに代表される，ヒューマン・イン・ザ・ループの考え方になる．すなわちアシスト機器と作業者が協調して作業を遂行するシステムであり，既に実用化が進んできている．一方で工場現場において普及が進みつつあるモータ出力80W以下の協働ロボットは，現場での利便性が高いが非力で用途が制限されている．本研究ではその非力問題を払拭するため，協働ロボットに「安全装置で標準装備された力センサ」で協調特性を自律的に学習する，協働ロボット用の新しいパワーアシスト機器を開発が必要と考えられる．単純に従来のロボットと電動アシスト機器を連結すると，前者の位置決め制御系のサーボと後者の力制御系のサーボが相互干渉して不安定かつ振動が生じる場合があることが予想される．作業のためには位置決めが不可欠であるので，力制御となる電動アシスト機器の制御パラメータチューニングにより，この問題を払拭することがポイントになる．そこで電動アシスト機器のモデル同定を遂行して，自律的な協調動作に必要となるパラメータを探索した．