半自律マスタスレーブ掘削システムにおける人の直感的操作のためのインタフェース設計

これまでにアトラクタの淀みと分岐に基づくタスク選択を実現する半自律制御系を提案してきた．今年度は，まず次元拡張による類似タスクの区別における操作ミスを低減するために，前年度に設計した淀みの歪みを用いた人操作の誘導を設計した．これにより，類似タスク間であっても作業空間上の操作力の方向のわずかな違いによって選択された軌道の方向にロボットの運動自体が誘導され，それに連動して類似タスク区別のための拡張次元も変動し，意図通りのタスク選択を可能とする．これにより，分岐軌道アトラクタを用いた擬似的な離散事象システムにおいてより多くのタスクを埋め込むことが可能となる．また，連続的なタスク軌道変形との制御系の統合も実施し，タスクの実行位置を連続的に移動させながら，類似タスクを含むタスク選択を操作力に応じて確実に実行できることを実験の中で検証した．また，これまでに用いてきた軌道アトラクタでは，非線形力学系の大域的な安定性が保証されていないため，速度ベクトル場の教示データの設計されていない領域での挙動が予測不可能であるという問題があり，現実の掘削機への実装が難しかった．また，同様の理由から作業現場での操作データに基づいたその場での力学系の設計や，局所的な障害物に対応するためのオンライン軌道変形を行うことができない問題があった．そこで，大域的安定性を有する軌道アトラクタの設計手法と操作入力に基づく直感的な軌道の逐次変形手法の設計を行い，シミュレーションを用いてその評価を行った．

これまでにアトラクタの淀みと分岐に基づくタスク選択を実現する半自律制御系を提案してきた．今年度は，まず次元拡張による類似タスクの区別における操作ミスを低減するために，前年度に設計した淀みの歪みを用いた人操作の誘導を設計した．これにより，類似タスク間であっても作業空間上の操作力の方向のわずかな違いによって選択された軌道の方向にロボットの運動自体が誘導され，それに連動して類似タスク区別のための拡張次元も変動し，意図通りのタスク選択を可能とする．これにより，分岐軌道アトラクタを用いた擬似的な離散事象システムにおいてより多くのタスクを埋め込むことが可能となる．また，連続的なタスク軌道変形との制御系の統合も実施し，タスクの実行位置を連続的に移動させながら，類似タスクを含むタスク選択を操作力に応じて確実に実行できることを実験の中で検証した．また，これまでに用いてきた軌道アトラクタでは，非線形力学系の大域的な安定性が保証されていないため，速度ベクトル場の教示データの設計されていない領域での挙動が予測不可能であるという問題があり，現実の掘削機への実装が難しかった．また，同様の理由から作業現場での操作データに基づいたその場での力学系の設計や，局所的な障害物に対応するためのオンライン軌道変形を行うことができない問題があった．そこで，大域的安定性を有する軌道アトラクタの設計手法と操作入力に基づく直感的な軌道の逐次変形手法の設計を行い，シミュレーションを用いてその評価を行った．