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Research

歩行ロボット / Walking Robot
歩行ロボットには,不整地を全方向にスムーズに移動でき, 胴体を駆動可能な作業プラットフォームとして使うことができる等,様々な優れた特徴があります. 実用化を目指した4足歩行ロボットの開発を行っています.

↑土木作業用4足歩行ロボットTITAN XI
(東京工業大学,大昌建設との共同研究)
Movie 2016.Feb.23 Walking motion


↑小型モデルMINITAN
(2009年度製作)


↑小型量産型モデルMINITAN Z
(2013年度製作)

↑各関節にフロートディファレンシャル機構を利用した
トルクセンサを搭載した機体
(2017年度製作)

  • 水原普賢, 土居隆宏, ``脚型ロボットのためのフロートディファレンシャル機構を利用した安価な関節トルクセンサ構成法'', ロボティクス・メカトロニクス講演会'17予稿集, 1P1-D11, May, 2017.
    (Design of Inexpensive Joint Torque Sensor for Legged Robots using Float Differential Mechanism)
  • 土居隆宏,日本ロボット学会協力企画 最新ロボット事情 第43回, 「建設用大型4足歩行ロボットの開発」,ロボコンマガジンNo.95 2014.9月号 p.94-97
  • 土居隆宏,秋津浩紀 ``教育教材としての4足歩行ロボットモデルの開発'', ロボティクス・メカトロニクス講演会'14予稿集, 1P2-S05, May, 2014
  • ロボットのしくみ(新星出版社)ISBN978-4-405-10682-6 C2053
  • Hirose, Fukuda, Yoneda, Nagakubo, Tsukagoshi, Arikawa, Endo, Doi, and Hodoshima, ``Quadruped Walking Robots at Tokyo Institute of Technology - Design, Analysis, and Gait Control Method'', IEEE Robotics And Automation Magazine, pp.104-114, June, 2009.
  • Doi, Hodoshima, Fukuda, Hirose, Okamoto, and Mori, ``Development of Quadruped Walking Robot TITAN XI for Steep Slopes - Slope Map Generation and Map Information Application -'', Journal of Robotics and Mechatronics, Vol.18 No.3, pp.318-324, 2006
  • Doi, Hodoshima, Fukuda, Hirose, Okamoto, Mori, ``Development of a Quadruped Walking Robot to Work on Steep Slopes, TITAN XI (Walking Motion with Compensation for Compliance)'', Proceedings of 2005 International Conference on Intelligent Robots and Systems, no.FPI-2-1, pp.3413-3418, August 2 - 6, 2005, Edmonton, Canada
  • 程島竜一, 土居隆宏, 福田靖, 広瀬茂男, 岡本俊仁,森純一, ``4足歩行型法面作業ロボットTITAN XIの開発 - 基本設計と脚機構の動作試験", 日本ロボット学会誌,Vol.23, No.7,pp.847-857 (October 2005)
    Hodoshima, Doi, Fukuda, Hirose, Okamoto, Mori, Development of a Quadruped Walking Robot TITAN XI for Steep Slopes Operation - Conceptual Design and Basic Experiment of Leg Driving Mechanism -
 
移動ロボットの3次元視覚  /  3D Vision for Mobile Robots
不整地移動を行うロボットには,地形を見る「目」が必要です. 近年光学式のデプスセンサが一般的になってきましたが, 光を使ったセンサでは計測位置に対して障害物の裏側が死角になります. この死角の形状を推定するための, 「部分的に得られた3次元情報」と「過去に得た知識」を利用した,賢い視覚情報処理について考えます.

↑三次元センサの情報を使った高さ地図のグラフィック表示
(2011年度)
  • Doi, Hodoshima, Fukuda, Hirose, Okamoto, and Mori, ``Development of Quadruped Walking Robot TITAN XI for Steep Slopes - Slope Map Generation and Map Information Application -'', Journal of Robotics and Mechatronics, Vol.18 No.3, pp.318-324, 2006
  • Doi, Tsukagoshi, Hirose, ``3D Visual Information Processing and Gait Control of a Quadruped Robot'', Journal of Robotics and Mechatronics,Vol.15, No.3, June 2003, pp349-355
  • "Study of Shape Representation Using Internal Radiated-light Projection Method," Journal of Robotics Society of Japan, Vol.21, No.4, pp.427-435, 2003.
  • 土居, 広瀬, ``レンジ情報を用いた内部放射光投影型形状表現の研究'',日本ロボット学会誌,pp. 427-435, Vol.21, No.4,May, pp.427-435,2003
  • 土居,広瀬,``死角域を予測補間する地図生成システムMARSの研究 (独立障害物散在環境での情報処理)'',ロボット学会2003
  • Doi, Hirose, ``Study of Shape Representation Using Internal Radiated-light Projection Method'', Journal of Robotics and Mechatronics, Vol.14 No.4, August 2002, pp.357-365.
 
飛行ビークルのための脚システム  /  Leg System for Aerial Vehicles
飛行機,ヘリコプターに代表される飛行ビークル(Aerial Vehicle)には, 着陸のための降着装置(Undercarriage, Landing Gear)が搭載されていますが, 不整地に着陸することは困難です.そこで,複数の能動的に駆動できる脚を使って, 不整地に適応して着地できるようなシステムを提案しています.

↑伸縮型不整地適応脚システムのモデル(2011年度)
飛行,不整地離着陸機能確認済み

Movie 2011.12.22 (Flight)
Movie 2017.5.30 (Touch/Ultrasonic sensor control)


↑グリッパ型不整地適応脚システムのモデル(2014年度)
飛行,不整地離着陸機能確認済み

Movie 2015.1.30


↑フレキラックを利用した伸縮型脚機構(2016年度)
Movie 2017.5.30
  • 杉岡利樹, 小松ア友介, 土居隆宏, 多田隈建二郎, ``飛行ビークルのための対地適応システムの開発 ―フレキラックを用いた直動型伸縮機構―'', ロボティクス・メカトロニクス講演会'17予稿集, 1P1-E04, May, 2017.
    (Development of Landing Gear for Aerial Vehicles -Linear Drive Landing Gear Using Flexible Rack-)
  • Yusuke Komatsuzaki, Takahiro Doi and Kenjiro Tadakuma, ``Sensor Based Controlled Leg Type Landing System for Aerial Vehicles'', Proceedings of IEEE SENSORS 2016, Orlando, Florida, USA, pp.56-57, October 30 - November 2, 2016
  • 土居隆宏,片山泰伸,黒岩宏行,多田隈建二郎, ``飛行ビークルのための対地適応システムの開発 ―省自由度グリッパを用いた突起部把持動作―'', ロボティクス・メカトロニクス講演会'15予稿集, 2A2-H01, May, 2015.
  • 土居 隆宏,石黒司,多田隈 建二郎, ``飛行ビークルのための対地適応システムの開発 ―ジャミング転移現象を利用した機構―'', ロボティクス・メカトロニクス講演会'14予稿集, 2A2-B03, May, 2014.
  • 土居 隆宏,多田隈 建二郎, ``飛行ビークルのための多脚型対地適応システムの研究 ―飛行可能な三脚モデルの開発―'', ロボティクス・メカトロニクス講演会'12予稿集, 2A2-I08, May, 2012.
  • Takahiro Doi, Kazunori Miyata, Takamasa Sasagawa and Kenjiro Tadakuma, ``Multi-Leg System for Aerial Vehicles'', Journal of Robotics and Mechatronics, Vol.24, No.1,pp.174-179, 2012.
  • 纉c知明, 土居隆宏,多田隈 建二郎, ``飛行ビークルのための省自由度対地適応機構の研究'', 第12回計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会2011予稿集,1M2-1,December, 2011.
  • 笹川敬正, 宮田和典,,土居隆宏 ,多田隈建二郎, ``飛行ビークルのための多脚型対地適応システムの研究 - 二脚モデルの動作試験 -'', ,ロボティクス・メカトロニクス講演会'11予稿集, 1A2-O01, May, 2011.
  • Kazunori Miyata, Takamasa Sasagawa, Takahiro Doi, and Kenjiro Tadakuma, ''A Study of Leg-Type Landing Gear for Aerial Vehicles - Development of One Leg Model -'',Journal of Robotics and Mechatronics, Vol.23, No.2, pp.266-270, 2011.
  • Takahiro Doi, Kazunori Miyata, Takamasa Sasagawa, and Kenjiro Tadakuma, ''Multi-Leg System for Aerial Vehicles'', International Conference on Advanced Mechatronics 2010,2C3-4, October 4-6, 2010.
  • 宮田和典,笹川敬正,土居隆宏,多田隈建二郎, "飛行ビークルのための多脚型対地適応システムの研究" - 一脚モデルの動作試験 -, ロボティクス・メカトロニクス講演会'10予稿集, 1A2-C22, June, 2010.
  • 土居隆宏, 宮田和典, 笹川敬正, 多田隈建二郎, "飛行ロボットの脚型対地適応システムの研究", 日本ロボット学会学術講演会'09予稿集, 1E1-06, September,2009
 
エネルギー自給型ロボット  /  Energy Sustainable Robot
現在使われている機械の多くは,人類が作ったエネルギー(化石燃料,原子力等)の供給システムに依存しています. これに対し,生物のように,周囲にある物質から,エネルギーを獲得できる機械システムを「エネルギー自給型ロボット(Energy Sustainable Robot)」と名づけ,研究を行っています.

↑枯れ葉を探索・回収・燃焼させてエネルギーを取り出すロボット(2010年度)
  • 井上拓真,生藤拓,土居隆宏, ``エネルギー自給型機械システムのためのエネルギー変換機構'', SI2016予稿集,1G1-2, December, 2016.
    (Energy Conversion System for Energy Sustainable Robot)
  • 井上領,土居隆宏, ``エネルギー自給型機械システムのためのエネルギー効率を考慮した駆動輪制御'', SI2016予稿集,1G1-1, December, 2016.
    (Energy Efficient Control of Driving Wheel for Energy Sustainable Robot )
  • 内山雄貴,土居隆宏, ``捕食ロボットの研究'', ロボティクス・メカトロニクス講演会'10予稿集, 1P1-B29, June, 2010.
 
壁面移動ロボット  /  Wall Mobile Robot
床面に障害物が多い屋内での移動と作業に適した, 壁面設置レールに沿った移動ができるロボットアームシステムを提案しています.

↑曲がった手すりに沿って移動する機構
(2013年度)

Movie 2015.2.12
  • 時岡啓,伊藤健,山下哲朗,土居隆宏, ``壁面移動型ロボットアームの研究'', ロボティクス・メカトロニクス講演会'15予稿集, 1P2-S03, May17-19, 2015.
  • Takahiro DOI, Kenta SHIROTORI and Ken ITO, ``Development of Wall Mobile Robot for Household Use'', The 3rd International Conference on Design Engineering and Science, ICDES 2014, Vol.2, pp.107-111, Pilsen, Czech Republic, August 31 - September 3, 2014.
  • 土居隆宏,白鳥健太,伊藤健, ``補助手すりでの移動を想定した家庭用ロボット'', ロボティクス・メカトロニクス講演会'14予稿集, 1A1-M04, May, 2014.
 
連結型群ロボット / Connective Swarm Robot
連結分離機能を持つ群ロボットで,さまざまなタスクを実現することを考えています. メカニズム,制御装置の実装,各個体の効率的な動き方がテーマです.

↑足場を組み立てるロボット


↑可変屈曲剛性をもつ連結器を搭載したロボット
  • 奥村林礼, 土居隆宏, ``狭隘不整地を移動するロボットのための可変屈曲剛性を持つ連結分離機構'' ロボティクス・メカトロニクス講演会'17予稿集, 2A1-D08, May, 2017.
  • 土居隆宏,畑中健吾, ``連結型群ロボットによる三次元構造生成'', 第34回日本ロボット学会学術講演会 予稿集 2U1-01, Sep7-9, 2016.
  • 樋口朋博, 土居隆宏, ``群ロボットの連結分離機能を利用した環境適応動作'', ロボティクス・メカトロニクス講演会'15予稿集, 2P1-V04, 2015. (Environmental Adaptive Operation of Swarm Robots using Connective Function)
 
新しいロボットのコンセプト  /  New Consepts of Robots
既存のロボットの概念にとらわれず,自由な発想で新しいロボットを提案していきます.

↑とげを利用した推進により草むら等で移動できるロボット

  • 土居隆宏, 海道誠門, ``とげの往復運動を利用した不整地移動機構'', ロボティクス・メカトロニクス講演会'17予稿集, 2A1-C08, May, 2017.

Link


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