九州大学-研究者情報 [有田輝 (助教) 工学研究院機械工学部門]

Hikaru Arita, Hayato Nakamura, Takuto Fujiki, Kenji Tahara, Smoothly Connected Preemptive Impact Reduction and Contact Impedance Control, IEEE Transactions on Robotics, 10.1109/TRO.2023.3286045, 2023.06, This article proposes novel control methods that lower impact force by preemptive movement and smooth transition to conventional contact-based impedance control. These techniques are suggested for application in force-control-based robots and position/velocity-control-based robots. Strong impact forces have a negative influence on multiple robotic tasks. Recently, preemptive impact reduction techniques that expand conventional contact impedance control using proximity sensors have been examined. However, a seamless transition from impact reduction to contact impedance control has yet to be demonstrated. It has, therefore, been necessary to switch control strategies or perform complicated parameter tuning. In contrast, our proposedmethods utilize a serial combined impedance control framework to solve these problems. The preemptive impact reduction feature can be added to an already-implemented impedance controller because the parameter design is divided into impact reduction and contact impedance control. There is no discontinuity or abrupt alteration in the contact force, nor are there any excessively large contact forces that exceed the intended repulsive force established by the contact impedance control during the transition. Furthermore, although the preemptive impact reduction uses a crude optical proximity sensor, the influence of reflectance is minimized by employing a virtual viscous force. Analyses and real-world experiments with a 1-D mass model confirm these features, which are useful for many robots performing contact tasks..

主要学会発表等

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特許出願・取得

特許出願件数 1件

特許登録件数 2件

学会活動

所属学会名

計測自動制御学会

日本機械学会

日本ロボット学会

IEEE

受賞

優秀講演賞, 第24回計測自動制御学会SI部門講演会, 2023.12.

田中榮賞, 通機会, 2019.03.

優秀講演賞, 第23回計測自動制御学会SI部門講演会, 2022.12.

第19回計測自動制御学会SI部門講演会優秀講演賞, 2018.12.

研究資金

科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)

2020年度～2023年度, 若手研究, 代表, 赤外光反射型センサを利用して全身の接触遷移を支配する制御理論に関する研究.

2021年度～2024年度, 基盤研究(B), 分担, 可変環境への適応と改変を利用したヘビ型ロボットの超冗長制御.

2020年度～2023年度, 若手研究, 代表, 赤外光反射型センサを利用して全身の接触遷移を支配する制御理論に関する研究.

競争的資金(受託研究を含む)の採択状況

2020年度～2022年度, 内閣府戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)第2期フィジカル空間デジタルデータ処理基盤, 戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)第2期/フィジカル空間デジタルデータ処理基盤/サブテーマⅢ: Society5.0実現のための社会実装技術/CPS構築のためのセンサリッチ柔軟エンドエフェクタシステム開発と実用化.

寄附金の受入状況

2019年度, 公益財団法人油空圧機器技術振興財団, 安全な油圧駆動式ロボットのための非接触反射動作生成手法の研究.

2020年度, 公益財団法人立石科学技術振興財団, 優しく触れるロボットのための連続的接触遷移制御の理論究明.

九大関連コンテンツ

pure2017年10月2日から、「九州大学研究者情報」を補完するデータベースとして、Elsevier社の「Pure」による研究業績の公開を開始しました。

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