【ICRA2018】接地センサ無しで接地検出する!

ロボット工学

論文概要

Title

著者は何を達成したの?

  • 状態変化に基づく歩行ロボットの脚制御手法の提案
    • 外部環境の計測なしに、障害物を乗り越えるなど安定した歩行が可能
    • 接地検出精度の向上

この手法のキーポイントは何?

  • 接地センサを利用せず、モータにかかるトルク変化から求める
  • 確率モデルを元にした接地検出

自分の研究にどう役立つか?

  • 歩行ロボットの作成時に、そのままこの手法が使える
  • 接地検出系の研究をするときは、この手法と比較する

次に読む論文は?

結果

実験結果で手法の有効性がよくわかるので、そちらから見ていきましょう。

こちらは従来の制御方式で、決まったパターンに応じて脚を動かしている場合です。

次に、提案された手法を適用した場合を見ましょう。

ご覧のように、従来のものに比べて、格段に歩行が安定していることがわかります。
また、従来のものと比べて、センサを追加したり、環境情報を事前に入力するなどの処理はされていません。

さらに、特別な処理を加えなくても、階段を登ることができます。

提案手法は、脚が地面に接地する精度をあげ、それに応じた処理をしています。
実験結果からも、歩行ロボットにおける接地検出の重要性がわかると思います。

手法

今回の手法は、処理が複雑なので箇条書きで、簡単にまとめます。

  • トルク変化から外力を算出する従来手法を離散時間に拡張
  • 各脚の接地予測に対して、確率モデルを適用(正規分布などの単純なもの)

これにより、脚の接地予測精度が向上することができました。
詳しくは論文を見てみてください。

結果として、脚の接地検出精度が向上し、脚の接地予測と合わせることで、
次のような状態遷移を定義することができます。

脚が予想よりも早く接地した(Early)か、遅く接地した(Late)かによって、歩行方法を調節します。

まとめ

接地検出は歩行ロボットにおいて、非常に重要な問題です。
接地しているか否かで、ロボットの次の行動が大きく変化するからです。
他の歩行ロボット論文でも、脚の接地検出を行っております。
しかし、タイトルを考えていて思いましたが、言葉にすると、めちゃくちゃ地味な研究ですねw

MITから発表された論文だけあり、今回の提案手法は非常に高精度に接地が検出できています。

誤解や記述ミスなどもあるかと思いますが、コメント欄から指摘してもらえるとありがたいです!



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