環境と自己機能評価に基づき柔軟な意思決定が可能な生活支援ロボット

基于环境和自我功能评估灵活决策的生命支持机器人

基本信息

  • 批准号:
    21K14102
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

生活支援ロボットの研究が盛んに行われ、要求されるタスクも複雑になりつつある。ロボットが複雑なタスクを実行するためには、周囲の状況を解釈して、目標の状態になるように、移動やマニピュレーションなどの行動・動作を適宜選択(意思決定)し、行動を切替える際の動作をシームレスに実行できる必要がある。このTask and Motion Planningにおいて、事前に定義された知識に基づき、動作フローを生成するアプローチが提案されているが、状況に応じた柔軟な意思決定/行動選択、計画された動作フローをシームレスに実行することは難しい。本研究では、ロボットが有する要素機能を実行可能な空間と行動の目標動作空間をつなぐように経路/軌道計画を行うことで、柔軟に意思決定/複数の行動から計画された動作フローをシームレスに実行可能な行動・動作計画フレームワークを提案し、実機検証を行うことを目的とする。2022年度は、移動マニピュレータ型ロボットの人の生活環境におけるテーブルや棚の拭き掃除タスクにおいて、行動・動作計画手法の提案を行った。テーブルや棚などを効率よく掃除するためには、ロボットの機能と実行可能な空間(ここではマニピュレータの先端が届く掃除可能な範囲と移動台車が移動可能な範囲)に応じて、移動台車の位置とマニピュレータの姿勢を決定する必要がある。本研究では、予め作成した3次元地図に基づき、テーブルや棚などの掃除が必要な天板、棚板の掃除対象領域(目標動作空間)を抽出する。抽出した掃除対象領域に対して、マニピュレータの動作可能領域を考慮して、逐次的にマニピュレータの先端の位置および台車の移動位置を決定する方法を提案した。また、掃除対象領域に対して、マニピュレータの動作可能領域を部分領域として捉えて、集合被覆問題を適用し、移動台車の経路を計画する方法を提案し、シミュレーションにより検証した。
生命支持机器人的研究正在积极进行,其所需的任务也变得越来越复杂。为了让机器人执行复杂的任务,它必须解释其周围环境,选择动作和操作(决策)等动作以达到目标状态,并且在切换动作时做出的决策必须是无缝的。在这个任务和运动规划中,提出了一种基于预定义知识生成运动流的方法,但它允许根据情况进行灵活的决策/动作选择并无缝执行计划的运动流。在这项研究中,通过规划路径/轨迹来连接机器人可以执行基本功能的空间和动作的目标运动空间,我们将能够灵活地做出决策并无缝地执行由多个动作规划的运动流程。目的是提出一个可执行的动作/运动规划框架并进行实际机器验证。在2022财年,我们提出了一种移动机械手机器人的行为/运动规划方法,以在人类生活环境中执行擦拭桌子和架子等任务。为了高效地清洁桌子、货架等,必须根据机器人的功能和可用空间(此处为机械手尖端所能达到的清洁范围和机器人的可移动范围)来确定移动小车的位置。移动小车)需要确定机械手的姿态。在本研究中,我们基于预先创建的3D地图,提取需要清洁的桌面和架子的清洁目标区域(目标移动空间)。我们提出了一种方法,在考虑机械手的可移动区域的情况下,依次确定机械手尖端的位置和小车对于提取的待清洁区域的移动位置。我们还提出了一种通过将机械手的可移动区域视为待清洁区域的部分区域,应用集合覆盖问题来规划移动小车的路线的方法,并通过仿真进行验证。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Autonomous Exploration for 3D Mapping Using a Mobile Manipulator Robot with an RGB-D Camera
使用配备 RGB-D 相机的移动机械手机器人进行 3D 测绘自主探索
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ryota Uomi;Ayanori Yorozu;Akihisa Ohya
  • 通讯作者:
    Akihisa Ohya
カメラ付きアームの能動的な姿勢変更による3次元地図生成のための未知環境探索
通过主动改变配备摄像头的手臂的姿势来探索未知环境以生成 3D 地图
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    魚躬良太;萬礼応;大矢晃久
  • 通讯作者:
    大矢晃久
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  • 作者:
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萬 礼応其他文献

複数レーザレンジセンサを用いた高精度歩行計測システム
使用多个激光测距传感器的高精度步行测量系统
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    萬 礼応;高橋 正樹;江口僚,高橋正樹;萬礼応,高橋正樹
  • 通讯作者:
    萬礼応,高橋正樹
進行性核上性麻痺一症例における姿勢反応障害に関する検討
进行性核上性麻痹一例姿势反应障碍的研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    萬 礼応;高橋 正樹;江口僚,高橋正樹;萬礼応,高橋正樹;岡田洋平,柴田智広,冷水 誠,森岡 周
  • 通讯作者:
    岡田洋平,柴田智広,冷水 誠,森岡 周
歩行計測ロボットによる生活空間での長距離歩行計測
使用步行测量机器人在生活空间中进行长距离步行测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    萬 礼応;高橋 正樹
  • 通讯作者:
    高橋 正樹
インソール型足底圧計測装置 (iPMS) の開発
开发鞋垫式足底压力测量装置(iPMS)
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    萬 礼応;高橋 正樹;江口僚,高橋正樹
  • 通讯作者:
    江口僚,高橋正樹

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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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確率制約条件付きモデル予測制御に基づく移動体の対人安全技術の確立
基于随机约束模型预测控制的移动物体人际安全技术建立
  • 批准号:
    13J05707
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows

相似海外基金

レーザ距離センサを用いた弾性ロボットマニピュレータの衝突過程を含む制御系の設計
基于激光距离传感器的弹性机器人机械臂碰撞过程控制系统设计
  • 批准号:
    09750277
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Development of Counter-blanced Type Mauipulator
平衡式机械手的研制
  • 批准号:
    07556143
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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