人間型ロボットの円滑な動作実行手法の研究

仿人机器人平滑运动执行方法研究

• 批准号: 06F06918
• 负责人: 横井 一仁
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06918/
• 关键词: 国際研究者交流; 人間型ロボット; 行動計画

人間型ロボットは,人に類似した機能・形状を有するため,人が行っている様々な作業を代替することが求められている.近年,人間型ロボットは,いくつかの作業を実行するにいたってきたが,まだ,基本動作をシーケンシャルに実行するレベルにとどまっている.例えば,机の上の缶を取るという作業の実行を考えると,「缶を見つけて→机の傍まで歩いて→手を伸ばして缶を取る」といった具合に基本動作を組み合わせて作業を実行している.ここで,矢印で表された部分で基本動作は分断されており,このことが,作業の断続性をもたらしており,また作業の実行に時間を要する原因となっている.この作業を「机の方に歩きながら缶を見つけて手を伸ばして缶を取る」といった具合に,複数の基本動作を滑らかに連続実行・並列実行することにより,目標作業を円滑に行う人間型ロボットのための動作実行手法を確立することを目的とする.平成19年度は,昨年度に引き続き,作業空間での拘束運動とロボット自体の姿勢の制御を同時に行うことのできる動作制御アルゴリズムを,昨年度開発した人間型ロボットの上半身と両腕を模擬した枝分かれした構造を持つ冗長ロボットモデルを用いた動力学シミュレータにより検証した.実行させた動作は,枝分かれした片方の端で円運動をさせ,もう片方の端で直線運動を行わせるというものである.シミュレーション結果より,本研究で開発した手法により,どちらの動作も干渉することなく滑らかに行えることを確認した.次に,基本動作を組み合わせ,それらを時間的な重なりを持って実行することにより,円滑な作業実行を図るために,人間型ロボットシミュレータOpenHRPを使用する前段階として,人間型ロボットの有する冗長性をどのように利用すればよいかについて人間型ロボットHRP-2のモデルを用いて検討を行った.

人形机器人具有类似于人类的功能和形状，因此需要它们代替人类所做的各种任务。近年来，人形机器人一直在执行多个任务，但仍处于依次执行基本动作的水平。例如，在考虑执行罐子上的任务时，它们结合了基本动作，例如“找到罐头→步行到桌子→伸手拿起手拿起罐子”。在这里，基本操作除以箭头所示的部分，这导致间歇性工作，这也导致时间可以执行任务。此任务旨在为类人体机器人建立一种方法，该方法通过顺利执行多个基本动作，例如“找到罐子，伸向桌子时伸出手”来平稳执行目标任务。在2007年，与去年一样，我们研究了一种运动控制算法，该算法允许使用动态模拟器同时使用动态模拟器在工作空间中进行限制运动，并使用带有分支结构的冗余模型来控制机器人的姿势，该模型模拟了去年开发的人类机器人的上身和手臂，该结构模拟了人类机器人的上身和臂。执行的动作是分支端的一端的圆形运动，另一端是线性运动。从仿真结果中，我们确认可以使用本研究中开发的方法平稳地执行这两个运动。接下来，为了结合基本运动并将其与时间重叠执行，我们研究了如何利用类人动物机器人模拟器OpenHRP使用类人动物机器人模拟器的人类机器人的冗余，并使用类人型机器人HRP-2的模型。