【研究領域課題番号】18K19802 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

二足歩行制御 / ハイブリッド制御 / ヒューマノイドロボット / ハイブリッドシステム / 力制御 / 確率モデル / 人型ロボット / 油圧アクチュエータ / 確率的制御

【研究成果の概要】

人型ロボットの単純化モデルにおいて、足の踏みかえ・遊脚の着地位置の変化を考慮した制御とその安定化可能領域の計算、遊脚の着地時に生じる衝撃力を確率的に考慮したモデル予測制御の数学的枠組みを研究し、そのアルゴリズムを開発した。また、これらの単純化モデルにおける制御則を全身の関節レベルの制御則へ変換する粘弾性最適化アルゴリズムを開発した。動力学シミュレーションおよび油圧駆動型ヒューマノイドロボットを用いて実験検証を行い、膝を伸展させた姿勢での二足歩行、歩行中に未知の外乱が加わった場合のバランス制御、傾斜角度が変化する路面上でのバランス制御を実現した。

【研究の社会的意義】

足の踏みかえに伴い構造が離散的に変化する人型ロボットの力学的な特徴を扱うことができる単純化モデルの制御方法、および単純化モデルと詳細全身モデルの間の変換方法を示した。数学・力学に関する理論的枠組みを構築しただけでなく、それらを実験的に検証し、実際のロボットシステムで安定な二足歩行、バランス制御を実現した。これらの成果は、人型ロボットが実環境で安定に歩行できるための基盤技術につながる。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2018-06-29 - 2021-03-31

【配分額】6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)