日本ロボット学会誌

「歩行ロボット」特集について

高島俊

1993 年 11 巻 3 号 p. 305
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.305

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歩行ロボットの研究展開

古荘純次

1993 年 11 巻 3 号 p. 306-313
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.306

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哺乳動物およびかめの歩容

R. McNeill Alexander

1993 年 11 巻 3 号 p. 314-319
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.314

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動物はその大きさや移動に使用する脚数にかかわらず, ほぼ同一のフルード数v²/gL (v: 歩行速度, L: 脚長) で歩容を変化させる.本解説ではこの歩容の変化をエネルギ消費の観点から説明している.まず人間の歩行から走行への歩容変化について考え, 筋肉のバネ特性を考慮したモデルを用いて解析し, 足底圧の変化については実験データとの対比を行っている.歩行においては, 運動エネルギと位置エネルギの交換により消費エネルギが節約され, また走行においては, 運動エネルギとバネに蓄えられるエネルギの交換により消費エネルギが節約されていることを強調している.かめを含む4足歩行動物についても同様の解析を行い, ウォーク, トロット, ギャロップについて論じている.

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歩行運動とリズム生成

伊藤宏司

1993 年 11 巻 3 号 p. 320-325
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.320

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2足歩行と歩行機械

宮本博幸

1993 年 11 巻 3 号 p. 326-332
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.326

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脚を用いた巧みな運動のアニメーション (ジャンプ, 宙返り, 歩容の遷移)

Marc H. Raibert, Jessica K. Hodgins, Robert R. Playter, Robert P. Ring ...

1993 年 11 巻 3 号 p. 333-341
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.333

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本解説では, 脚を用いた動的な運動のアニメーションにおける制御システムおよび物理モデルの使用について述べる.制御システム, を使うことにより, アニメーション製作者は関節や手足の動きを細かく指定する手間を省くことができ, さらにその運動はリアルかつ自然なものとなる.一本脚カンガルーのジャンプ, 2脚ロボットの宙返り, 4脚ロボットの歩容の遷移を含む種々の巧みな運動のアニメーションを製作するために, 筆者らは制御システムを用いた.本解説では, アニメーションのための制御システムの構造について述ベる.本研究で採用した構造では, 運動は, 「運動コニット」と呼ばれる中間レベル制御要素に分解される.運動ユニットは, 運動の一機能的な目的を表せる程度に十分に高いレベルにありながら, 一方では関節における特定の制御機能も表せるように設計される.力学を良く理解し, 物理的な直感およびその運動に関する詳細な知識を持つオペレータは, 運動ユニットをうまく設計でき, 次に巧みな運動のための制御系を作るためにこれらを用いることができる.

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跳躍ロボット全般について

中野栄二, 大久保宏樹

1993 年 11 巻 3 号 p. 342-347
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.342

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上体の運動によりモーメントを補償する2足歩行ロボット

高西淳夫

1993 年 11 巻 3 号 p. 348-353
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.348

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重力場を巧みに利用した動的2足歩行

(人間に近い歩行の挑戦)

佐野明人

1993 年 11 巻 3 号 p. 354-359
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.354

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実用的4足歩行機械の開発に向けて

広瀬茂男, 米田完

1993 年 11 巻 3 号 p. 360-365
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.360

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極限作業における4足歩行ロボット

藤江正克

1993 年 11 巻 3 号 p. 366-371
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.366

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4足歩行ロボットの動歩行について

木村浩

1993 年 11 巻 3 号 p. 372-378
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.372

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多足歩行ロボットの世界

小谷内範穂

1993 年 11 巻 3 号 p. 379-384
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.379

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小型歩行ロボット

鈴森康一, 近藤文夏, 田中裕久

1993 年 11 巻 3 号 p. 385-390
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.385

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歩行ロボットの実用化に向けて

安達弘典

1993 年 11 巻 3 号 p. 391-392
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.391

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6脚歩行点検ロボット

中山良一

1993 年 11 巻 3 号 p. 393-394
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.393

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第10回日本ロボット学会学術講演会

岡部佐規一

1993 年 11 巻 3 号 p. 395-396
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.395

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移動視覚のための多重情報地図

小野口一則, 渡辺睦, 岡本恭一, 久野義徳

1993 年 11 巻 3 号 p. 401-409
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.401

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In this paper, we present MIL (Multi-Information Local) map which is available for efficient navigation of a mobile robot in a known environment. A MIL map is equipped with procedures for checking a self-location at critical points in the environment, such as corners or intersections. This map also has information about the movement style between each location check point, such as following a wall. A mobile robot can move to the destination efficiently because a robot can estimate its self-location at each location check point by only executing procedures written in a MIL map, and can move between location check points by obeying the movement style written in a MIL map. A MIL map is created interactively from stereo images taken at location check points before autonomous movement.
We have implemented a visual navigation system using a MIL map on a mobile robot. Experimental results have shown the usefulness of a MIL map.

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拡張逆慣性行列を用いた浮遊リンク系の衝突運動の定式化

吉田和哉, 指田直毅, 梅谷陽二

1993 年 11 巻 3 号 p. 410-418
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.410

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This paper presents a basic formulation of motion dynamics of free-floating link systems, to establish a basis of the collision dynamics. The authors propose a new concept named “Extended Inversed Inertia Tensor (Ex-IIT) ”, which is an extended version of the IIT for ground-based arms, and discuss the virtual mass concept. By means of the concepts, they formulate the collision problem focusing on a velocity relationship just before and after the collision without sensing the impact force, but considering the momentum conservation law. The validity of the formulation is confirmed by a simple free-floating experiment.

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環境に拘束されたフレキシブル・マニピュレータのモデリングと位置と力の動的なハイブリッド制御

松野文俊, 浅野俊雄, 坂和愛幸

1993 年 11 巻 3 号 p. 419-428
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.419

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In this paper, a method is proposed whereby both contact force exerted by a flexible manipulator and position of end-effector while in contact with a surface are controlled. The elastic deformations of the flexible links are approximated by means of B-spline functions. Then, the dynamic equations of joint angles, vibration of the flexible links, and contact force are derived. A controller for the dynamic hybrid position/force control of the flexible manipulator is designed on the basis of the singular perturbation method. A set of experiments for the dynamic hybrid control of the flexible manipulator using a force sensor has been carried out. Several experimental results are shown.

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力・速度情報の相補的利用による接触点検出法

武藤伸洋, 下倉健一朗

1993 年 11 巻 3 号 p. 429-435
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.429

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A new approach to detect contact points accurately during manipulation is presented. This approach applies motor algebra to unified processing for detection. First, an expression of sensory information using motor algebra and elementary operations of motors are discussed. Force, velocity and the normal vector of the tool surface are effectively combined using motor algebra. Second, using force/moment motors and geometric model of the tool, 1-point contact detecting scheme is formulated. Then, the velocity conditions at the contact point are clarified in relation to normal motors of the tool surface. Moreover a high-speed method of judging whether those conditions are satisfied is proposed introducing SVF (Surface Velocity condition Function) which is composed of the velocity motor and the normal motor at the tool surface. Finally, a linear evaluation function is defined to utilize force and velocity information complementarily. Experimental results show that the detection accuracy can be significantly improved using the evaluation function.

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フレキシブル・リンクを用いる打撃ロボットのための打撃速度と角度の制御

泉照之, 日高良和

1993 年 11 巻 3 号 p. 436-443
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.436

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When a robot hits an object by a hammer, the robot manipulator has to absorb a impulsive reaction with the motor of a joint or a link.
This paper deals with a flexible link for a hammering robot. When the root of the link is driven by a motor, the head of a hammer vibrates complicatedly because the litik is a distributed parameter system. The first mode of the vibration is of great use for increasing a hitting velocity and for absorbing a reaction from the object easily. The second mode or more, however, disturbs the hitting velocity and direction which is specified by an operator. In order to suppress the higher modes of the vibration, a hammer driving system is equipped with a feedback loop which is composed of a strain meter and a high pass filter. It is shown that the hammer system can hit an object from a normal direction with a specified velocity.

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幾何情報に基づく作業記述法を用いて異る作業環境で教示内容を実行するロボットシステム

小方博之, 高橋友一

1993 年 11 巻 3 号 p. 444-452
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.444

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Environments where a robot executes a task are not always the same as the environment where the robot learned the task. Traditional teaching playback robots execute a task by replaying the learning trajectory. Therefore such robots can only be used in environments where location and shape of objects are always the same. Furthermore, such robots are required to learn every movement from the biginning whenever the operator gives a new task. To reduce this inconvenience, a robust form of task description that is adaptable in different environments is needed. This paper discusses a method of describing a task robustly, and also presents algorithms (1) to interprete the learning motion to a task description, (2) to modify the description to the task environment, and (3) to generate the task motion from the modified description. The system architecture using this description is also discussed. The system consists of a teaching interface, a task interpreter, a sensor module, a task planner, and a manipulator module. We installed these modules in a simple system. This achieved a good performance in a block assembly task although it was taught in a different environment.

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位置と力のハイブリッド制御に関する理論的考察

杉本浩一

1993 年 11 巻 3 号 p. 453-460
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.453

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The new method of hybrid control which is not based on orthogonal compliment has been developed. The motion of a rigid body can be expressed by genaral coordinates whose basis is composed of screws (motors) . The determination of generalized forces is exactly the same as the determination of the joint torque/force of the mechanism having the jacobian composed of the elements of the basis of the general coordinates. That is, the motion generated by the hybrid control is equivalent to that of the mechanism modeled by the basis. Using the mechanical model suitable to demanded tasks, this control strategy can be used in wide range of applications. The conventional hybrid control based on the concept of orthogonal compliment is considered to be the very special case of this method.

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ラバチュエータを用いた一軸ロボットハンドの力制御: 離散スライディングモード制御の適用

松下哲也, 相良慎一, 山下忠, 谷口隆雄

1993 年 11 巻 3 号 p. 461-467
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/12/09

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.461

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We constructed a one-link robot hand by using a pair of Rubbertuators. Because of hysteresis and nonlinearity of Rubbertuator, it is too hard to formulate an accurate model. So, we tried to apply the sliding mode theory to control the Rubbertuator-driven mechanism. The sliding mode controll for continuous system have been studied well, but a digital version is required for practical applications. We confirmed the validity of the digital sliding mode control, through experiments, by using it to control the Rubbertuator-driven mechanism.

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カセンサを用いない位置と力のハイブリッド制御

大石潔, 宮崎勝, 藤田昌弘

1993 年 11 巻 3 号 p. 468-476
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.468

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Generally, a hybrid control is realized by sensor signal feedback of position and force. However, some robot manipulators do not have a force sensor due to the environment of robot manipulator. Moreover, a precise force sensor is very expensive. In order to overcome these problems, this paper proposes the estimation system of reaction force without using a force sensor. This force estimation system consists of the torque observer and the inverse dynamics calculation. Using both this force estimation system and H^∞ acceleration controller, this paper realizes the hybrid control of position and force without force sensor. H^∞ acceleration controller is based on H^∞ control theory, and it takes account of the frequency characteristics of both sensor noise effect and disturbance rejection. The experimental results in this paper illustrate the fine hybrid control of the tested three-degrees-of-freedom DD robot manipulator without force sensor.

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移動視により得られたワイヤフレームモデルからの空間構成の理解

八木康史, 津戸明広, 谷内田正彦

1993 年 11 巻 3 号 p. 477-480
発行日: 1993/04/15
公開日: 2010/08/25

DOIhttps://doi.org/10.7210/jrsj.11.477

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This paper presents an approcah for understanding a spatial structure from a wireframe model which have been constructed by a mobile robot with stereo system. We discover the object surface using relations of line connection and the basic geometrical knowledge of the 3-D world. The method can also infer unobtained lines, thus the occuluded surfaces can be alsoreconstructed.

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