脱着構造可変機構を備えた多環境適応ロボットにおける認識行動制御システムの構成法

一种用于具有用于连接和拆卸结构的可变机构的多环境自适应机器人的识别行为控制系统的配置方法

• 批准号: 21J11850
• 负责人: 真壁 佑
• 金额: $ 0.96万
• 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: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J11850/
• 关键词: 移動作業ロボット; トランスフォーマー; 水中環境適応; 冗長センサシステム; 身体要素の脱着; ヒューマノイド; トランスフォーマ; 水中ロボット

令和4年度は多環境適応形態可変ロボットシステムの構成要素として、(a)セルフロック性を備えた関節モジュールの開発と応用、(b)溶融パラフィンを用いたロボット全身への防水全身被覆の付与手法構成、(c)機構と電気的な接続を同時に可変する脱着機構開発、(d)要素間の接続状態管理のためのシステム構築の準備を進めた。(a)について、機構的に負荷を支持する状態と教示を行える状態を切り替えられる機能を用いて、等身大アームロボットのディスプレイアーム応用や、小型ロボット体表面全体における被覆作成への応用に用いた他、3Dプリンタで部品の量産が容易な小型関節モジュールも構成し、本体自重の90倍以上の重さの物体の釣り上げと負荷支持が可能とした。(b)について、不導体のパラフィンが溶融して粘性が下がる性質を用いて、ロボットの体表面の隙間を埋める全身被覆を構成して、水中動作能力を付与する手法を構成し、また小型ロボットの全身を溶融ワックス湯浴に繰り返し浸して全身被膜を構成する動作を、等身大アームロボットを用いて自動化した。(c)について、永久磁石と機構的な形状を持ち相互に接続可能なアクチュエータレスな脱着機構を構成し、受動的に脱着可能な性質を全身被覆付与動作時の等身大アームロボットと小型ロボットとの合体分離に活用した。また、ポゴピンを用いて電気的接続を脱着できる基板も構成し、体内通信系の接続を動的に切り替えることができた。以上がロボットが身体機能を切り替えて多環境に適応することを目的とした本研究の実績であり、共通する特徴として要素と要素の間の接続状態を切り替える機能を持つことが挙げられるが、本研究の発展として要素間の接続を統一的に扱うためのシステム構築が考えられ、ロボットの体内レベルとロボット環境間レベルでの要素同士の関係性を状態量として扱ってネットワークを構築する手法への展開が期待される。

2020财年，我们将重点关注（a）具有自锁性能的关节模块的开发和应用，以及（b）使用熔融石蜡对机器人全身进行防水涂层，作为多环境的组成部分我们着手准备方法配置，(c)开发同时改变机构和电气连接的附着/分离机构，以及(d)构建管理系统。元素之间的连接状态。关于(a)，我们使用了一种功能，可以在机械支撑负载的状态和允许对真人大小的手臂机器人的显示臂进行示教以及在整个表面上创建涂层的状态之间进行切换。此外，还构建了一个小型关节模块，可以轻松使用3D打印机批量生产零件，从而可以举起自重90倍以上的物体并支撑负载。关于（b），我们构建了一种方法，利用非导电石蜡熔化并降低其粘度的特性来构建全身覆盖物，填充机器人身体表面的间隙，赋予其在水下运行的能力——。大小手臂的机器人用于自动化将人体反复浸入熔蜡浴中以形成全身涂层的过程。关于(c)，配置具有永磁体的机械形状并且可以彼此连接的无致动器附接/拆卸机构，并且在真人大小的手臂机器人和机器人之间实现被动附接和拆卸的特性。全身涂装作业时使用的小型机器人，用于合并和分离。我们还构建了一块允许使用弹簧针连接和拆卸电气连接的板，从而可以动态切换内部通信系统的连接。以上就是本次研究的成果，目的是让机器人通过切换身体功能来适应多种环境。一个共同的特点是能够切换元件之间的连接状态。随着研究的进展，我们正在考虑构建一个系统，以统一的方式处理元素之间的连接，我们正在开发一种通过将机器人内部级别和机器人环境级别的元素之间的关系视为状态量来构建网络的方法，我们期待进一步的发展。

项目成果

Design and Development for Humanoid-Vehicle Transfomer Platform with Plastic Resin Structure and Distributed Redundant Sensors

塑料树脂结构分布式冗余传感器人形车辆变压器平台的设计与开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Tasuku Makabe; Naoki Hiraoka; Shintaro Noda; Tomoki Anzai; Kohei Kimura; Mirai Hattori; Hiroya Sato; Fumihito Sugai; Yohei Kakiuchi; Kei Okada; Masayuki Inaba
• 通讯作者: Masayuki Inaba

Development of Amphibious Humanoid for Behavior Acquisition on Land and Underwater

用于陆地和水下行为采集的两栖类人机器人的开发

• 发表时间: 2021
• 作者: Tasuku Makabe; Tomoki Anzai; Yohei Kakiuchi; Kei Okada;Masayuki Inaba
• 通讯作者: Masayuki Inaba

Development of Amphibious Humanoid Platform for Sensor-based Behavior Acquisition of Whole-body Manipulation Tasks

开发基于传感器的全身操作任务行为获取的两栖人形平台

• DOI: 10.1109/humanoids53995.2022.10000091
• 发表时间: 2022-11-28
• 期刊: 2022 IEEE-RAS 21st International Conference on Humanoid Robots (Humanoids)
• 作者: Tasuku Makabe;J. Oh;T. Anzai;Yuta Kojio;Shintaro Noda;Youhei Kakiuchi;K. Okada;M. Inaba
• 通讯作者: M. Inaba

Development for Humanoid-Vehicle Transformer Platform with Plastic Resin Structure and Distributed Redundant Sensors

具有塑料树脂结构和分布式冗余传感器的人形车辆变压器平台的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Tasuku Makabe; Naoki Hiraoka; Shintaro Noda; Tomoki Anzai; Kohei Kimura; Mirai Hattori; Hiroya Sato; Fumihito Sugai; Yohei Kakiuchi; Kei Okada; Masayuki Inaba
• 通讯作者: Masayuki Inaba

セルフロック減速機構と冗長センサを備えたサーボモジュールの設計開発と多関節アームにおける応用

带自锁减速机构和冗余传感器的伺服模块设计开发及在多关节臂中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 真壁 佑; 河原塚 健人; 永松 祐弥; 安齋 智紀; 菅井 文仁; 岡田 慧; 稲葉 雅幸
• 通讯作者: 稲葉 雅幸