日本ロボット学会誌
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3 巻 , 4 号
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  • 亀谷 雅嗣, 渡部 透, 河田 健一, 鐵屋 克浩
    1985 年 3 巻 4 号 p. 263-276
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    手の位置と姿勢から6軸マニピュレータの関節角を計算するマルチマイクロプロセッサシステムについて論じている.システムは, パーソナルコンピュータ (6809) 1台とAPUを伴った7台のZ80CPUから構成される.システムは, アクセスタイムの非常に短い共有メモリ, およびタスク処理時間変動に対してCPUの同期をとる回路を有している.システムは, MIMD (多重の命令の流れと多重のデータの流れ) 型の並列処理を行う.
    並列処理がより容易に遂行できるように関節角計算を改善する方法が提案されている.また, パーソナルコンピュータでも容易に実行できる, タスク処理のための発見的スケジューリング方法が提案されている.
    従来の方法を用いて1CPUlAPUで処理する場合20msかかった関節角計算が, 提案したシステムと方法を用いると3.3msで実行できることが示されている.
  • 岡本 賢司, 大岡 明裕, 和田 豊, 木田 泰, 吉田 健一
    1985 年 3 巻 4 号 p. 277-284
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    知能ロポットの移動機能部分用としての試作4足歩行ロボットについて述べる。脚として3自由度を有する水平多関節型のマニプレータを正方形枠の各頂点に配置した重力方向分離駆動構造とし, 軽量化のために全機構は炭素繊維強化プラスチック (CFRP) で製作した.制御系としてはマイクロプロセッサを用いた階層制御方式とし, ソフトウェアはC言語を使用した.テーブルメモリとして蓄えられた歩行シーケンス“クロール歩容”を用いて前進および後退の静的安定歩行を実現した.8cm/sの歩行速度が実現可能であった.
  • 大明 準治, 美多 勉
    1985 年 3 巻 4 号 p. 285-298
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    現状の産業用ロボットの経路制御の多くはティーチング/プレイバックを繰返して試行錯誤的に行われているので作業内容の変更に対して汎用性に欠けており, オフラインティーチングと呼ばれる計画経路制御の実現が望まれている.これに対してはいろいろな方法が研究されつつある.ここでは, 筆者らが提案してきた線形化拘束条件付制御の観点からこの問題をとらえ, さらに, ロボット座標と作業座標の間にある非線形順変換をフィードバックの一部に取入れ, 経路上の速度も指定できる経路制御の方法を提案するものである.シミュレーションによるとこの制御の有効性が確認でき, 制御の実施方法も簡単であるので, 結果は今後現場で有効に利用できるものと思われる.
  • 白井 克彦, 藤江 正克, 三輪 敬之
    1985 年 3 巻 4 号 p. 299
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 白根 禮吉
    1985 年 3 巻 4 号 p. 300-303
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 広瀬 茂男, 福田 靖, 菊池 秀和
    1985 年 3 巻 4 号 p. 304-324
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    歩行機械は, その高い自由度を生かすことにより, 高度の運動性能と, 対地適応性を発揮してゆくものと期待される.これまで歩行機械の歩容制御については, いくつかの基本的考察がなされている.しかし, 制御システム全体の構造とその中の主要なサブシステムの機能を有機的に連携づけ総合的に論ずることは, まだほとんど行なわれていない.本研究は, 筆者らが開発を進めている4星歩行機械を対象にして, その制御システムを論ずるため, まず問題の設定と基本となる概念の設定を行なう.ついでレベルA, B, Cと名付けた3つの階層からなる制御系の全体構造を明らかにすると共に, 特にレベルBに属する3つのサブシステム, つまりxy座標での歩容決定, z座標での歩容決定, 振り上げ振り降しも考慮した遊脚の軌道生成についての詳細な検討を行う.さらに基本的運動調整系を行うレベルCについて, その具体的構成法も論ずる.最後に, それらの有効性は計算機シミュレーションで確認するとともに, 試作した歩行機械TITAN IIIのジョイステックコントロールによる全方向移動, 凹凸面での適応側行歩行などの歩行制御実験により検証する.
  • 高西 淳夫, 石田 昌巳, 山崎 芳昭, 加藤 一郎
    1985 年 3 巻 4 号 p. 325-336
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    本研究は, 外乱の無い平担路において2足歩行ロボットWL-10RDによる動歩行を実現することを目的とする.一般に, 1歩行周期は単脚支持相と立脚切換相という2つの相に分けられる.この両相において動力学的動作が行われているものが動歩行であると考えられる.
    本論文では動歩行の制御方式として次のような方式を提案する.すなわち, 単脚支持相においては設定歩行パターンを用いたプログラム制御を行い, 立脚切換相においては切換状況に応じて足首部のトルクと機械インピーダンスを可変とするシーケンス制御を行う.
    実際には, 単脚支持相においては, 3次元動力学解析により, ZMP (Zero Moment Point) が支持脚の足底面内にあるように, 設定歩行パターンを作成する.立脚切換相においては, これをさらに4つの相に分割し, 脚接地時の衝撃を緩和しながら重心が後脚から前脚側に切換わるように, 足首部トルクと機械インピーダンスを適切に定める.
    このようにしてWL-10RDによる動・完全歩行が実現した.歩行実験の結果, 歩行時間は歩幅40 [cm] で1歩1.5 [sec] が達成された.
  • 加藤 一郎, 大照 完, 白井 克彦, 成田 誠之助
    1985 年 3 巻 4 号 p. 337-338
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • ~音楽情報を扱うWABOT-2の運動系~
    菅野 重樹, 田中 良治, 大岡 俊夫, 加藤 一郎
    1985 年 3 巻 4 号 p. 339-353
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    これからのロボットは, ‘力作業’だけでなく‘情報作業’をも行う能力をもつ必要がある.そこでこの研究では, 鍵盤楽器演奏可能な人間形知能ロボットを開発することにより, 情報作業に必要となる機能である巧緻性, 高速性, 高度の知的能力などを実現することを目的としている.本論文では, そのためのロボットの4肢構成とその制御に焦点をおき開発した鍵盤楽器演奏ロボット‘WABOT-2’の運動系について述ベる.
    このロボットは, 5本指をもつ両手と, ペダル操作用両足の4肢からなり, その自由度は合計で50である.このような多自由度ロボットは他に例がなく, その制御法が問題となり, また自律制御を行ううえでは, 楽譜情報から4肢の軌道を決定する方法が重要となる.
    以上のような制御問題を解決するために, WABOT-2運動系では53個のマイクロプロセッサからなる3重階層構造のコンピュータシステムを構成した.その上位コンピュータシステムは, 楽譜情報処理を担当し, 3種類に分類した知識, (1) 作業対象物, (2) 作業内容, (3) ロボット機構部仕様をもとに, 視覚系より転送される楽譜データから運指・手首位置の決定, 指・腕・足の各関節角度計算を行う.中位コンピュータシステムは, 上位コンピュータシステムで計算された軌道をもとに, 制御用データを下位コンピュータシステムへ出力し, また必要に応じて各自由度の状態をモニタすることにより協調制御を行う.そして, 下位コンピュータシステムは, 各自由度に1チップマイクロコンピュータが置かれており, ソフトウエアサーボをかけている.このようなコンピュータシステムにより, 50自由度の効率良い制御を実現した.
    以上の結果, WABOT-2は電子オルガン中級程度の曲について, 楽譜情報を入力するだけで自動的に演奏が可能となった.
  • 松島 俊明, 金森 克洋, 大照 完
    1985 年 3 巻 4 号 p. 354-361
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    早稲田大学のプロジェクトチームは, 楽譜を読み, 10本の指と両足で電子オルガンを演奏する知能ロボットWABOT-2を開発した.このロボットは, 人間と人工の声で会話することができる.
    この論文では, 楽譜のデータ構造に基づいた高速の専用ハードウエアによる検出と, 楽譜の知識を利用したアルゴリズムを用いて, 印刷楽譜だけでなく, インスタント・レタリング楽譜も約15秒で認識できる本ロボットの視覚システムについて報告する.
    印刷楽譜の自動認識については, すでに幾つかの報告があるが, ロボット肩上に設置されたカメラで, 譜面台上に無造作に置かれて湾曲・変形した楽譜を実時間で読み取らなければならないという演奏ロボットの目として十分に使用できるシステムはない.
    視覚系の出力はロボットの手に直接渡されるため, 演奏不能な不正データの出力は許されない.したがって本システムでは楽曲規則および楽譜のもつ冗長性を利用して, 識別結果の矛盾と不協和音の検査をすると共に, その誤り訂正および補間を行い, 音楽的により正しい認識結果を得ている.
    3パートからなる童謡程度の市販エレクトーン楽譜1枚について, 処理速度15秒以内, 認識率ほぼ100%の結果を得ており, 実時間演奏ロボットの視覚系としての機能を充分達成することができた.
  • ―WABOT-2における会話系―
    白井 克彦, 小林 哲則, 岩田 和彦, 深沢 克夫
    1985 年 3 巻 4 号 p. 362-372
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    人間とロボットとのインターフェイスが, 音声を用いた自由度の高い会話で実現されるならば, ロボットは人間にとってよ, り身近な存在となり, その利用の楊は大きく広がっていくことになろう.我々は, このような要求を満たすロボット用音声会話装置の開発を進め, 鍵盤楽器演奏ロボット・WABOT-2に組み込むことを試みた.本論文は, その概要について述べたものである.
    システムは, 連続的に発声された文章を状況に応じて適切に解釈する会話音声理解部と, 自然な形で人間に対, し入力を要求し円滑に会話を進めていくための章声合成部から成る.
    扱うタスクの変更に柔軟に対処するため, 理解部には音韻認識をベースにした方式が, また合成部にはCV素片編集型の規則合成方式が採用された.このような方式を採るとき, 理解部では特に調音結合と呼ばれる音韻環境に応じた音の変形が, 合成部では音質の劣化が問題となる.本研究では, 音韻認識に調音次元の特徴を利用することと, 合成部に肉ける素片結合時にフォルマント感度を考慮することを提案し, それぞれの問題を解決した.
    また, 理解部における文解釈の部分には.バス重み付け可能なネットワークモデルを提案し, この重みをプロダクションルールで制御することを試みた.この方式によって会話の状況に応じて随時受理文ネットワークのある特定の部分に興味を集中させることが可能となり, 複数の意味にとれるあいまいな文章を一意に解釈する能力が実現された.
    また, これちのアルゴリズみを合計15個のマイクロプロセッサから成るハードウェア上に実装することにより, 完全に実時間で動作させることに成功した.
    以上の成果の下に, 従来の音声入出力装置では実現できなかった自由度の高い会話システムが構築できた.
  • 藤沢 栄蔵, 関 俊文, 成田 誠之助
    1985 年 3 巻 4 号 p. 373-380
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    本稿は, 鍵盤楽器演奏ロボットWABOT-2の概要を示し, 統轄システムと歌声トラッキングサブシステムについて詳しく説明を加えるものである.WABOT-2は人間形のロボットで, 4つのサブシステムから構成されている.そして, 統轄システムは, 機能上, それらのサブシステムの上位に位置し, 各サブシステムの監視と制御を行うものである.我々は, サブシステムの統轄を最適な方法で行うために, 実際のサブシステムの完成を前にシミュレータを開発した.そして, 楽譜の情報や制御に必要なコマンド, サブシステムの故障検出の方法を検討し, 将来の拡張性を考慮して, ロボットの制御のための手続きをルールによって表現した.この研究は統轄システムの設計に大いに参考となるものである.
    歌声トラッキングサブシステムは, WABOT-2の演奏と歌声のずれを検出する.これは, 歌声から音符コードをオンラインで生成し, 登録された楽譜と比較することによって行われる.そして, ずれが閾値を越えると, 再演奏時に歌声に合わせた曲の移調が実現される.また, 生成された音符コードから歌われた曲の推定も可能である.
  • 中島 不二雄, 大河原 大輔, 中田 明良
    1985 年 3 巻 4 号 p. 381-382
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 中島 清一郎
    1985 年 3 巻 4 号 p. 383-384
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 本間 和男, 小林 暁峯
    1985 年 3 巻 4 号 p. 385-386
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 五十嵐 賢一
    1985 年 3 巻 4 号 p. 387-388
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 成田 正之
    1985 年 3 巻 4 号 p. 389-391
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 舘 〓
    1985 年 3 巻 4 号 p. 392-394
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 油田 信一
    1985 年 3 巻 4 号 p. 395-396
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 1985 年 3 巻 4 号 p. 397-407
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 舘 〓
    1985 年 3 巻 4 号 p. 409-410
    発行日: 1985/08/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
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