Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

ロボット / SLAM / ナビゲーション / 極限環境

本研究は，知的探査ロボットのSLAM（Simultaneous Localization and Mapping，自己位置推定と環境地図作成を同時に行うこと）及びナビゲーションの新規手法を提案するものである．具体的には，SLAM分野における未解決問題である「(1) 知能化空間の構築におけるサービスロボットの知的ナビゲーション」，「(2) 音響カメラを用いた水中SLAM」について，それぞれ新しいパラダイムの確立を目指することを研究目的とした．
(1)については，分散センサから得られる動的な環境情報も同時に処理可能な新しい移動ロボットのナビゲーションパラダイムを構築すると同時に，環境内の分散センサの配置を地図情報のみで自動的にキャリブレーションする手法を構築した．(2)については，陸上環境において確立されているSLAM技術を発展・応用することで水中における新しい超音波SLAMの枠組みを構築した．
平成29年度は，平成28年度に確立した新しいパラダイムを実際に用いるための新しい枠組みを構築し，提案したパラダイムの有効性を示した．(1)については，平成28年度に構築したカメラの位置・姿勢計測手法を発展・応用させ，分散カメラから得られる知能化環境に対する動的な情報と，静的な地図情報を適切に統合する枠組みを構築し，新しい移動ロボットのナビゲーション手法（知能化空間におけるロボットの自己位置推定法や運動制御手法）を提案した．(2)については，超音波カメラを搭載した水中ロボットの6自由度の位置・姿勢情報及び環境に対する3次元情報を計測可能な水中SLAMアルゴリズムを新規に構築し，水中環境においてその有効性を検証した．
以上により，極限環境における知的探査ロボットのSLAMおよびナビゲーションの新パラダイムを確立し，有効性を実証した．

モジュール / ヒューマノイド / ロボット / 分散 / 再構成 / 機能別 / 二足歩行 / SLAM

近い将来、ヒューマノイドロボットがオフィスや家庭で利用されるようになるためには、ユーザの様々な要求に対応するために、多様な機能を持たなければならない。本研究では、用途に応じてユーザが手動でまたはロボットが自律的にシステムを再構成でき、開発も要素ごとに行なえる再構成可能なモジュール型ヒューマノイドロボットを提案し、その実現への基盤となる分散制御デバイス及びモジュールの研究開発を目的とする。
本年度は、再構成可能なモジュール型ヒューマノイドロボットの全体のアーキテクチャ設計と、そのベースとなる二足歩行モジュール、頭モジュールの開発を行った。具体的には以下の通りである。
1、全体のアーキテクチャ
モジュール型ヒューマノイドロボット全体のアーキテクチャの設計として、モジュール間の協調動作を行うための通信方法の決定、プラグアンドプレイを行うためのコネクタの開発、ソフトウェアアーキテクチャの設計を行った。
2、二足歩行モジュール
再構成可能なモジュール型ヒューマノイドロボットの移動範囲を広げる事を目的として、二足歩行モジュールの開発を行った。二足歩行モジュールは、従来よりも負荷分散を可能とする分散制御型の歩行システムとした。また、三次元線形倒立振子モードをモデルとした歩行アルゴリズムにより、モジュールの変化に対応可能とした。実環境での歩行実験により、二足歩行モジュール単体での歩行に成功した。
3、頭モジュール
モジュール型ヒューマノイドロボットにおいて、環境認識を行うモジュールとして頭モジュールを開発した。具体的には、行動計画に用いるための三次元地図を生成する、ステレオカメラを用いたSLAMシステムを頭モジュールとして実装した。実験によって、頭モジュールを移動させながら、自己位置推定と三次元地図生成が行えることを確認した。