脚型移動ロボットの運動パターン生成に対して, 進化的計算を適用する場合のシミュレーションから実機に移行する際の問題点と, 実環境下での自律行動中に新たな学習が行えないという問題点を解決するために, ヒトのイメージトレーニングを模倣した手法を提案した。本手法は, 実環境下でロボットと環境との相互作用に関するモデルをニューラルネットワークにより学習し, このモデルを用いたシミュレーション上で進化的計算により運動パターンを生成するという手法である。また, シミュレーションにより提案手法の有効性を確認した。

抄録全体を表示

従来の自律的に行動を獲得するロボットの研究ではロボットの「知能(制御系)」のみに着目しており, 「形態(構造系)」がロボットシステム全体に及ぼす特性に関してはほとんど議論されていない。ロボットの「形態」はロボットシステム全体の特性にかかわり, 「形態」情報もまた「知能」の決定にかかわる重要な問題といえる。このようなロボットシステム, およびその特性は「形態」と「知能」の調和的関係から創り出されると考えられる。本研究はロボットシステムが有する「形態」とその特性, 「知能」の関係を明らかにするものである。

抄録全体を表示

シミュレーション上で獲得した制御器をシームレスに実ロボットに適用するためには, 外乱に対する頑健性, ならびに環境変動に対処し得る機構を具備することが不可欠である。このような背景から, 筆者らは, 生体神経系で広く観察される神経修飾機構に着目し, 状況に応じて回路特性を実時間で変更可能な動的再編成ニューラルネットワークを提唱してきた。本研究では, 提案する動的再編成ニューラルネットワークが, 既存手法と比べて, どの程度優れた適応能力を有するのかを, シミュレーションならびに, 実機実験を通して定量的に検証する。

抄録全体を表示

ロボットの設計過程では, 身体のダイナミクスを積極的に活用するような制御方策を採用することのみならず, 簡便な制御方策となるように(あるいは制御しやすいように)身体のダイナミクスを改変することも重要となる。そこで本研究では, ロボットの機械系と制御系間の相互作用ダイナミクスを活用することによって, 合目的的な行動が迅速に発現可能となる一設計手法を提案する。具体的には, 多脚歩行ロボットの歩容制御を取り上げ, 適切な歩容へと収束できるような, 機械系ならびに制御系ダイナミクスの設計法を数理的に明らかにする。

抄録全体を表示

人間型ロボット等の二足歩行ロボットの股関節は, 3自由度を有することが多く剛性が低くなりがちである。また, 片脚立脚時には重心と接地面を結ぶ線からのオフセットが大きいため, 他の部位に比ベロール軸周りに大きなモーメント荷重を受ける。このことより生じる歩行中立脚の股関節ロール軸周りの変形は, 着地時刻, 位置の誤差として, 歩行の不安定化を引き起こす。そこで, 胴体部に搭載した姿勢角センサによりその変形量を推定し, 以後の歩行における補償量を決定する方法を考案し, 人間型ロボット「H7」での効果を述べる。

抄録全体を表示

本稿では, 足裏に搭載した力覚センサ情報を利用し, 遊脚着地時に生じる未知の衝撃力をリアルタイムに吸収する動作を含んだ両脚支持期の歩容生成手法を提案する。制御対象である二足歩行系は一質点系であるものとみなし, 遊脚着地時における運動について仮想的なバネ・ダンパモデルを適用する。遊脚着地時の系に働く衝撃力を規範として, ばね定数及び減衰定数をアクティブに変化させる。これを実現することで, 実環境下に存在する未知の路面上でのロバストな二足歩行運動が期待される。

抄録全体を表示

ロボットの実際の運動と歩行路面の状態を歩容生成そのものにフィードバックする歩容生成法を提案する。本手法はセンサ情報に基づき, 状況に応じて最適な歩容をライブラリから選択しリアルタイムに歩容生成, 歩容合成を行う事によって, 安定な歩行を実現するものである。本稿ではこの歩容ライブラリの一部としてGenetic Algorithmと多項式を用いて難解な運動解析無しに多彩な運動を表現可能な歩容生成法についても述べる。

抄録全体を表示

本研究は, 実環境に適応する安定な二脚ロボットの実時間での歩容生成法の確立を目指す。これを実現するための要素技術の一つとして, 遊脚着地時に生じる衝撃力を緩和するための歩容生成法が挙げられる。本稿では, 特定の脚関節に可変減衰機構を仮想的に導入することで, 各関節の角速度を減速させる。これにより二脚歩行系が鉛直軸方向の加速度を得ることで, 遊脚着地時の衝撃力を緩和し, 安定した動歩行が実現可能であることを示す。

抄録全体を表示

生物のCentral Pattern Generator (CPG)に基づいて歩行を生成・制御を行う研究が近年盛んに行われている。現在までの研究により, 定常的なロコモーションパターンをCPGによって生成する手法はほぼ確立しつつあると思われる。本研究では, CPGの出力を適切に調整することを目標とし, 神経回路の多型性を参考にした神経修飾メカニズムを提案する。提案手法により, 2脚ロボットが不整地に対して行動調節を適切に行ったことをシミュレーションで確認したので結果を示す

抄録全体を表示

ロボットの開発には, 通常, 機構設計, 試作, 再設計を繰り返す手法が用いられるが, 初期の設計段階からロボットの動きを考慮すれば, 再設計の時間と労力を節約できると考えられる。そこで本研究では, 2足歩行ロボットの形態と歩行パターンを同時に, かつ進化的生成することを目的とする。ロボットのモデルは, 単純な多リンク型ロボットとし, 制御系として神経振動子を用いた。この両者のモデルを用いて歩行シミュレーションを行い, GAによって最適化を行った。その結果, 妥当な形態と歩行パターンが生成された。

抄録全体を表示

本研究では, Global Entrainmentという概念に基づいて, 2足ロボットの歩行運動を生成することに焦点をあてる。その概念によると, 歩行運動は, 神経・身体・環境からなる結合力学系におけるリミットサイクルアトラクタとして自己組織される。本論文では, 計算機シミュレーションならびに実機実験において, 同概念に基づく歩行生成に成功したので報告する。またシミュレーション上では, その歩行が身体・環境モデルの変動に対して適応能力を持つことも調べる。

抄録全体を表示

本研究では分散ノード間で制御を行うようなシステムを対象とし, ノード単位で動的な取り付けや取り外しを可能とするための再構成機構を設計, 実装する。本研究の目的は, 複数の構成要素であるモジュールからなるロボットにおいてモジュールを単位とした動的なPlug-and-Playを実現することである。システムの再構成にあたっては特にネットワークを介した制御ループが存在することを考慮し, ネットワーク経路の再設定および個々のモジュールに関する情報をシステム内で効率的に管理することに重点を置く。

抄録全体を表示

柔軟な脊椎を持つ全身腱駆動ヒューマノイド腱太は, 96モータと88張力センサ・8姿勢センサ・62アナログ触覚センサなどを持つ多入力・多出力システムである。遠隔のホスト上の上位レベルソフトウェアからこの多入出力システムを扱うための情報通信システムの構成法が課題である。本稿では, この問題を解決するための, 分散プロセッサ, マルチCPU高速組み込みバス, 組み込み用リアルタイムOS, マルチシリアルカード, マルチCPUマシンによるマルチスレッド通信などを用いた, 腱太の通信システムの構築に関し述べる。

抄録全体を表示

本研究では, ロボットをコントロールする上位インターフェース及び要素機能統合のためのロボット制御アーキテクチャを構築した。上位インターフェースは, ロボットコントロール用シェルとして下位の要素機能を隠蔽する。シェルはロボットハードウェアと操作者とのインターフェースであり, 操作者はロボットに実装された機能を直感的に実行することができる。また, 要素機能統合のひとつとしてロボットのダイナミクスを考慮した状態遷移機構を構築した。

抄録全体を表示

センサーベースでの行動という考え方に加え, リカレントニューラルネットワークを用い, 新たに力学系の枠組みで移動ロボットの行動計画を考えるアーキテクチャが提案されている。このアーキテクチャは, カオスアトラクタを含めた形で学習が行われるため, 様々なナビゲーションを行うことができる。本稿では, このアーキテクチャに加え, フォワードアクティベーションのみを持つネットワークを並列に学習させ, そのネットワーク間に評価関数を組み込むことを考える。これにより, より広範で有用な行動計画を立てることが可能であると思われる。

抄録全体を表示

積層型拘束要素の拘束性能を向上するために, 適切なマイクロ加工形状を明らかにし, その性能を実験によって確認する。さらに, 開発した要素を用いて, エネルギー源を含めた完全なウエアラブル力提示システムを実現した結果を報告する。そのシステムでは, 人間の運動エネルギーを回生することにより, 拘束力を発生するエネルギーに利用している。

抄録全体を表示

粒子内蔵型可変拘束要素は, 軽量でありウエアラブルの可能性を有する。また, 粘性もセンサフィードバックにより可変とできるので, 人工現実感での力呈示やトレーニングなどへの利用が期待される。本発表では, 下肢の運動について力呈示可能なシステムを開発し, その性能を評価した結果を報告する。

抄録全体を表示

マッスルスーツとは, ATA (Air Tube Actuator) が縫い込まれた服です。ATAは, シリコンチューブをスリーブで覆った構造を持ち, これに圧縮空気を送り込むと縮むので, ATAを人間の筋肉に見立てております。空気圧の制御は電空レギュレータで行います。今回, 我々は, 一人が, ATAが腕部分のみに配置されているマッスルスーツを着込み, もう一人がマスターであるジプシーを動かすことで, リアルタイムに操作するマスタースレイブシステムを紹介します。

抄録全体を表示

我々は介護者の肉体的・精神的負担を軽減するため, 介護者が装着しその腕力を増力することを目的とした, 介護用ヒューマン・アシスト・システムHAROの開発を進めている。本報では, HAROの操作性を向上させるために, HARO装着部に内蔵された操作力センサによって検出される操作力と介護者の筋電との相関をバイオメカニクスの観点から明確にし, その相関と操作力から介護者の意図を推定する。これにより, 介護者の筋骨格系に則した挙動やアシストが可能となる。

抄録全体を表示

われわれは介護用ヒューマン・アシスト・システムを開発し, 操作力センサと外力センサを統合した制御系の設計をおこなってきた。本研究では被介護者への抱き上げ作業の過程において, 被介護者との非接触である自由状態と接触している負荷状態, さらに自由状態と負荷状態との間の不連続な変化に対して過渡状態を設け, それぞれに対応した制御系を設計する。擬似被介護者 (約30kgのおもり) の持ち上げ実験をおこない, 提案する制御系が操作者の円滑な作業に有効であることを示す。

抄録全体を表示

粒子内蔵型機械拘束要素は, 発泡スチロールビーズを内蔵した塩化ビニルチューブで, 曲げ, 捻り, 圧縮, 伸張変形が可能であり, 内部を真空化することによって剛性が可変に調節できる機械要素である。粒子内蔵型機械拘束要素を指上面に沿わせて配置し, 要素の曲げ剛性を増減させることで指の曲げ運動に負荷を与えて触覚を呈示する装置を開発した。本装置は重量が約100gと大変軽量であり柔軟である。本装置の構造と初期評価実験の結果を示す。

抄録全体を表示

我々はこれまで人間の動作意志を示す筋電信号を主な制御入力として肩運動補助用外骨格型ロボットシステムの開発を行ってきた。装着者の上肢姿勢が変化した場合, 制御入力である筋電信号の活性レベルは増加, 減少するため, 制御則において正確な動作判断が行われない可能性がある。本稿では, 事前に上肢姿勢変化による筋電信号への影響をNNによってマッピングし, その影響を排除し, より確実な動作判断を行うインターフェイスを提案する。提案したインターフェイスの有効性は実験によって示す。

抄録全体を表示

我々は人間の動作意志を示す皮膚表面筋電位信号を主な制御入力とした肘動作補助用外骨格型ロボットシステムの研究開発を行っている。ロボット装着者の上肢姿勢が変化した場合, 得られる皮膚表面筋電位信号は変化するため, 上肢姿勢に応じて動作補助をする時にその影響を補償しなければ正確な動作補助が行われない可能性がある。そこで本稿では, 事前に姿勢変化による筋電信号への影響をNNによってマッピングし, 上肢姿勢変化の影響の補償を行う方法を提案する。提案手法の有効性は実験によって確認した。

抄録全体を表示

筆者らは自立ロボットについて"長時間活動"という概念のもとでロボットの高度化を研究している。筆者らは現在研究の第2段階として, 筆者らの研究室で開発された自立移動ロボット「山彦Liv」を用いて, 廊下環境での1週間, のべ26km程度の長時間ナビゲーションを実現しようとしている。本稿では長時間の実験中に遭遇した障害物や失敗の要因について解析し, その対処方法について述べる。

抄録全体を表示

人-車椅子系の動的制御モデルの構築を行い, 操作性の向上のための資料を得ることを目的に, 本研究では, 人が搭乗している時の電動車椅子の動的な姿勢変化を計測し, その定量的な評価を行った。車椅子には, ヨー, ピッチ, ロールの3軸の角速度と加速度が計測できる姿勢センサーを取り付け, 搭乗者には頭部用の3軸加速度センサを装着して計測を行った。実験は, 発進・走行・停止の直線加減速運動, カーブ走行, その場旋回などの計測を行い, 人-車椅子の姿勢変動の相関を評価した結果を示した。

抄録全体を表示

電動車椅子ロボットにおける人の上半身姿勢の制御を行う。本研究では, 前後左右の2自由度を持つ倒立振子モデルにより人の上半身を表す。急な加減速において, 電動車椅子上の人の上半身姿勢が不安定になることは既によく知られているが, この姿勢変動を横方向も含めて安定化することは非常に困難である。ここでは, 上半身の質量, 長さ等のの身体パラメータが未知である場合に対して, 部分的適応制御を適用し, 姿勢安定化を行う。数値計算によって, その有効性を示す。

抄録全体を表示

動物における走触性機能を移動ロボットによって, その行動制御と触機能取得を実現するためのシステム化ならびに制御方策について述べる。本体直径が140mm高さ133mmのomni-directional mobile robotを構成し, その制御法, 実験結果について報告する。

抄録全体を表示

搬送用移動ロボット (AGV) を傾斜地で自動走行させる場合, 車体を常に水平に保ちながら搭載物やロボットの転倒の危険性を軽減してロボットを目標経路に追従させる必要がある。本研究では, 車体傾斜を可能とする並進・回転関節を装備した4台の車輪ユニットで構成される全方向移動ロボットを対象に傾斜地での車体水平化制御法と経路追従制御法を提案する。そして, その有効性を実験により確認する。

抄録全体を表示

本研究では, 制御対象のダイナミクスが既知のものから選択的に変化する場合の適応制御系として, それぞれのダイナミクスに対応する複数のオブザーバを常時走らせておき, 実機を最もよく近似するオブザーバを実時間で選択し, そのオブザーバの状態量をフィードバックするように切り替えて制御する制御系を提案した。制御対象として, 一重と二重の間で変化する車輪型倒立振子を取り上げ, シミュレーションによって制御系が有効に働くことを示した。実機に適用する場合を想定して, パラメータ誤差や非線形性に対する安定余有の観点から, ロバスト性を調査した。

抄録全体を表示

本研究は, 屋外環境下で用いる自律移動システムの開発を目的としており, 第19報では, 移動体走行時の運用環境地図獲得機能, 及びナビゲーション手法について報告する。本地図獲得手法は, デッドレコニングによる自己位置情報と, 180度の視野を持つレーザレーダによる方位, 距離情報に, 時系列的な重み付けを与え, 地図生成, 交差点認識を行い, その形状とあらかじめユーザが与えた行動指令とを参照することにより, 最適な行動を発生する移動システムを開発するもので, 外乱の多い屋外環境下において自律移動を実現している。

抄録全体を表示

既存の全方向移動ロボットの多くは, 整地された凹凸のない平面上での動作を想定して設計されている。しかし, 実際の作業環境は, 屋外環境はもちろん, 屋内環境においても多少の凹凸が存在するため, 一般的な全方向移動ロボットでは走破困難な状況が生じる。そこで本研究では, ホロノミックな全方向移動機能に加え, さらに段差乗り越え機能をも併せ持つロボットの移動機構の開発したので報告する。本報では, 移動機構について述べると共に, 2つの機能を適宜有効に活用する制御手法を提案し, 実験によりその有用性を評価する。

抄録全体を表示

移動ロボットが複数台になった場合や, 移動ロボットにマニピュレータが搭載された場合, 動作検証に時間がかかるだけでなく, どのような問題が発生するか予測がつかない場合がある。そこで, 本研究では, 移動ロボットの動作プログラムの動作検証を行うことができるシミュレータを開発した。このシミュレータの特徴は, 実機上で動作させるプログラムと同じプログラムで, シミュレータ内のロボットを2台まで動作させることができる点である。

抄録全体を表示

配管を内部より検査する管内移動ロボットの要求は多い。本研究室では磁石振り子を用いた壁面吸着移動ロボットを開発している。本報では, この機構を管内移動ロボットに適用したので報告する。試作したロボットは内径100mmの鋼管内を水平, 垂直方向に移動できるだけでなく, ステアリングすることでT字管を自由に曲がることができ, 管径の多少の変化やプラグ等の突起物の回避い柔軟な対応をすることができる。

抄録全体を表示

配管の傷や腐食が原因となり, 様々な事故が発生している。配管の内部からの検査は, 事故の予防に有効であり, 検査すると同時に, 配管の埋設位置を特定できれば, 多くの作業が軽減されるであろう。今回, 地中埋設管測量機能を持った検査ロボットを開発した。家庭に配管される内径44mm, 距離20mの配管を, 2個のロータリエンコーダより構成される測量装置を牽引した状態で, 13分43秒で走行した。また, CCDカメラで管内の傷や, ゴミを映像で確認することができ, 傷の場所や配管の埋設位置の特定ができた。

抄録全体を表示

本研究は, クローラと脚を組み合わせたクローラ脚を用いた新しい移動機構を開発を目的としている。提案する移動機構は, 不整地走破能力の高いクローラの動作と脚の動作を組み合わせることで, 従来のクローラだけの移動ロボットより, さらに高い不整地走破性を発揮する。また, システム構成に柔軟性を持たせるため, クローラ脚をモジュール化しており, 故障時などにもそのモジュールを切り離すことで走行が継続可能となっている。本稿では, クローラ脚を用いたシステムの試作を行い, 試作機による動作実験の結果について報告をする。

抄録全体を表示

現在作業ロボットに十分余裕のある出力をもたせるのは困難であり, このために能力に限界があることも少なくない。そこで, 本研究ではメカニカルシステムにおいて余剰出力が存在する場合があることに注目し, この出力を利用して高出力を達成するための機構として出力分配機構の提案を行う。この機構は, 多入出力を持つシステムの各々の入力における余剰出力を他の出力へと分配することを可能とするものであり, 2入力2出力の場合として差動歯車を用いた複合差動歯車機構についての解説および試作機による検証の結果の報告を行う。

抄録全体を表示

差動機構を用いた装着型マスタと, 空気圧アクチュエータを用いて駆動するスレーブアームからなるマスタスレーブシステムについて発表する。マスタは, 角度操作や, 装着者への反力の発生に関して, 小型軽量な差動機構を用い, 人間に装着して肩から前腕までの動きをスレーブ側に送る。スレーブは, 軽量, 大出力な空気圧アクチュエータを用い, 人間の肩から前腕までを模したアームを駆動し, 人間のような滑らかな動きを実現する。

抄録全体を表示

壁面に吸着して移動するロボットは, 壁面の亀裂, 損傷および錆などを発見する目的から現在開発が進められている。しかし, 壁面の表面にわずかの凹凸があると吸着機構に悪影響を及ぼし移動が困難になる。本開発はこのような課題を解決するために, 強力な力で接着している永久磁石をゼロの力で剥離する機構であるIBマグネットを, ロボットの両足に用いることを特徴にした。移動方法は, ひとつ目の足を壁面に固定し, それを支点にして他の足を円を描くように移動して壁面に固定して支点とする。そしてひとつ目の足を壁面から剥離して円移動して固定する。この動作を繰り返すことで壁面の上下左右の全方向への移動を可能にする。さらに, 小型・軽量化も達成できる。

抄録全体を表示

本研究は, 液中に置いたサンプルや試薬の微小液滴を静電搬送により操作し, 衝突・合体させ, そこで化学反応を起こさせることを利用したマイクロ化学リアクタの研究について述べたものである。この方法により, サンプル量・コストの低減, 反応時間の短縮, ポンプ・バルブなどの要素が不要であるといったメリットが見込まれる。また, 液体中で行うことにより, 蒸発やコンタミネーションの問題がなくなる。また, 数多くの反応を基板上で同時に起こすことが出来るため, コンビナトリアルケミストリ用デバイスとして期待される

抄録全体を表示

本研究室では, 欧米と違い汎用性に富むマイクロ化学デバイスである「化学IC」の組織的な研究を行ってきた。前報では, ポストゲノム研究への応用が期待される無細胞タンパク合成用化学ICを開発し, 生きた細胞を用いずに, マイクロチップ内でDNAから連続的にタンパク質を合成することに世界で初めて成功した。本報では, 通常サイズの外部式ポンプを用いることなく, チップ内にマイクロポンプを内蔵させることに成功した。その結果, すべての化学要素をマイクロ化した化学IC群によって, 従来よりも高スループットなタンパク合成が実現した。

抄録全体を表示

我々は, 汎用性の高いマイクロ化学デバイスである化学ICの開発を行っている。これまでに, リアクタチップ, 濃縮チップやポンプチップなどを開発している。本研究では, 新規にチップ内で合成した生成物を分離精製する化学ICチップを試作した。試作チップでは, 電気泳動を利用してタンパク質を分離したのち, 目的タンパク質のみを抽出する。実験では, 数分で分離することに成功した。この化学ICチップは, タンパクだけでなく化学・生化学の分離精製に幅広く応用できる基盤チップとなりえる。

抄録全体を表示

モジュラー型の新規マイクロ化学デバイスである化学ICの必須課題である結合技術として「シリコンラバーカップリング法」を開発してきた。本法は従来の0リング密閉方式と異なり, シリコンラバーの膜厚を薄くするのに伴い, 最大耐圧が高くなる結果を示した。これはカップリング部を薄くできるため実用上非常に有効であるうえ, 学術的にも興味深い。そこで, 本シリコンラバーカップリングの基本特性を理論的に解析し, 実験結果の妥当性を示した。その結果, 定量設計法も可能になり, 一般のマイクロ化学デバイスにも適用可能になった。

抄録全体を表示

すでに我々は, 2光子吸収サブミクロン造形法を用いて, マイクロ可動機構を一括作製することに成功し, さらに光トラッピング技術を利用してマイクロギアやマニピュレータの遠隔光駆動を実証した。本報では, 加工分解能を140nmまで向上させ, ナノピンセットやナノニードル等のナノマシンを作製することに成功した。さらに, サブピコニュートンオーダーの力制御が可能であることも実証した。これらの光駆動ナノマシンは, 従来のマイクロマシン技術では困難であった細胞やタンパクの操作や計測などバイオテクノロジーに広く応用できる。

抄録全体を表示

現状のキャリブレーション作業は, 手間のかかるものが多く, 頻繁に行えるものではない。キャリブレーション作業の自動化によって作業の効率化が図られる。マニピュレータに一定の動作パターンを与えたときに先端の3次元位置を自動で計測することによってキャリブレーションを行う。指先の3次元位置を得るために, テンプレート画像を用いる。2次元空間については正規化相関による探索, 高さ方向の移動量については, 色収差を利用して焦点面を合わせることで3次元位置の取得を行う。実験によって本手法の有効性を示す。

抄録全体を表示

本研究では, 気流制御により物体を自由自在に操作するマクロおよびマイクロ非接触搬送システムの研究を行っており, 現在, 精度および制御性の向上に取り組んでいる。搬送ノズルユニットの小型化による, 搬送物位置決めの高精度化, コーナリング時の搬送気流の流量制御による搬送物方向転換の制御性の向上が期待できる。これまでに, ノズルの開口制御用弁として空気圧駆動による流量制御機構を実現し, 上記の性能の向上を図った。さらに, マクロシステムと同様に複数の搬送ノズルユニットを組み合わせた搬送システムの実現を目指している。

抄録全体を表示

倒立振子の制御の入力信号に通常の手段(ポテンショメーター等)に加えて, 画像処理による角度信号などを試みた。その際, 画像処理のスピードと精度が課題となる。そのスピードによる制御への影響を研究した。

抄録全体を表示

ジャイロセンサを角度センサとして用いた場合, 角度は角速度の時間積分から推定することが多い。しかし, 時間の経過とともに推定誤差が蓄積することがある。そこで, 本論文では視覚センサを用いた推定誤差修正法を提案する。本手法は以下のHough変換を用いて制御対象の傾斜角を計測できたときに推定誤差値を修正する。また, 推定角度を用いて部分的にDelayed Feedback制御を用いた制御手法を提案する。そして, やじろべえ型倒立振子を用いた実験により提案する制御方法の有効性を検証する。ジャイロセンサを角度センサとして用いた場合, 角度は角速度の時間積分から推定することが多い。しかし, 時間の経過とともに推定誤差が蓄積することがある。そこで, 本論文では視覚センサを用いた推定誤差修正法を提案する。本手法は以下のHough変換を用いて制御対象の傾斜角を計測できたときに推定誤差値を修正する。また, 推定角度を用いて部分的にDelayed Feedback制御を用いた制御手法を提案する。そして, やじろべえ型倒立振子を用いた実験により提案する制御方法の有効性を検証する。

抄録全体を表示

形態形成機械 (Morphogenesis Machine) は, 電磁流体力学 (Magnetohydrodynamics, MHD) の理論に基づき, 構造材的に自由度の高い流体金属滴を駆動や形態形成させる機能を持つ。本稿では, Morphogenesis Machine構築のために必要な, 流体金属滴の次時刻の振る舞いを制御するVision Feedback Systemについて述べ, 異なるフィードバックにより発生する流体金属滴への制御性の違いを検証し, 本システムの可能性を考察する。

抄録全体を表示

現在の産業界ではベルトコンベア上を流れる物体など平面運動物体を把持する場合, ティーチングを用いて行うことが多い。しかし, ティーチングでは流れてくる物体によって位置・姿勢・速度が変化するような場合には対応することが出来ない。そこで, 本報告ではビジュアルフィードバックを利用して物体の位置・姿勢・速度を検出し, ビデオフレームごとに速度軌道を計画しなおすことにより平面運動物体をロバストに把持する手法を提案する。

抄録全体を表示

ビジュアルサーボを用いて外部環境に対して働きかけるためには, 正確な位置決め制御が必要である。しかし, 市販のCCDカメラは高解像度を有する反面, サンプリングの問題から応答性を上げる事が困難であった。そこで, 本研究では視覚センサと位置センサを併用し, 応答性を犠牲にせずに対象物体の正確な位置情報を得るビジュアルサーボシステムを提案する。人体上腕を模した多関節マニピュレータに2台のCCDカメラを設置し, 3次元空間を移動する対象物体に対してマニピュレータ手先の追従制御を行い提案手法の有用性を検証する。

抄録全体を表示