共同研究・競争的資金等の研究課題

2021年8月 - 2023年3月

多自由度アクチュエータを用いた眼球マスタスレーブシステムによる遠隔操作の高度化

日本学術振興会  科学研究費助成事業 研究活動スタート支援  研究活動スタート支援

課題番号
21K20404
体系的課題番号
JP21K20404
配分額
(総額)
3,120,000円
(直接経費)
2,400,000円
(間接経費)
720,000円
資金種別
競争的資金

ロボットの遠隔操作による人やモノを含む環境での協働作業・相互作用において視覚情報は必要不可欠であり,精確かつ緻密な作業を実行するためには,未知環境の遠隔地でも高い空間認識能力が必要となる。しかし,既存のロボットの立体視システムでは互いに固定された2眼カメラを用いるため,空間認識範囲が狭く,奥行き方向の空間分解能を高めることが困難である。そこで,人が2つの眼球を相対運動させることで認識範囲を拡大し,奥行き方向に高い空間分解能を実現していることに着目した。本研究では,人の眼球と同様に1台で多自由度回転が可能かつ眼球と同等サイズの多自由度アクチュエータを用いて2眼駆動機構を開発する。そして,人とロボットの眼球の協調動作を実現するマスタスレーブ制御系を構築し,遠隔操作でのマニピュレーションにより2眼視覚インタフェースとしての有効性を評価する。
本年度は,2眼駆動機構を構成するための多自由度アクチュエータの制御手法を提案した。本アクチュエータはスター結線された4コイルと4個の永久磁石で3自由度駆動を行う。まず,3自由度の運動方程式,トルク発生式,回路方程式を導出し,機械的・電気的ダイナミクスを表現可能な数学モデルを構築した。そして,疑似逆行列を用いて4コイル通電時に発生するトルクベクトルを直交座標系上に射影する新しい座標変換行列を導き,4相電流で3自由度回転可能であることを動作シミュレーションから確認した。

リンク情報
KAKEN
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K20404
ID情報
  • 課題番号 : 21K20404
  • 体系的課題番号 : JP21K20404

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論文

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