人工知能で制御

【A.I.2001】
人工知能(脳の一部を模倣)技術を利用した踊るロボットを製作しました。 人間の運動野(細分化された技能)や運動連合野の機能(纏まりのある動作を生成)を模倣することで指示(振付)に対し 最も安定な動きを生成、これまで(力学計算方式)とは全く異なる方法で制御しています。 これらを複数のPCで分散処理し、結果を無線LANでロボットに送ります。

ニコニコ動画
photo-ai2001
ワルツ『美しく青きドナウ』の曲に合わせペアで踊る A.I.2001
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不整地歩行の実験

【PRIMER-V6】
小型ヒューマノイドロボットに砂利道や砂地などの不整地を歩かせてみました。 脚の制御だけではバランス維持が困難でしたので補助的に手の振りも利用しています。 不整地の場合、つまずかないようもう少し足を高く上げたかったのですがサーボ速度の関係でこれが限界でした。 動画は砂利道を歩く場面から。
photo-jari
photo-suna ■ 砂地を歩く
公園の砂地を歩かせてみました。歩行時の姿勢が少し反り返っているように見えますが単に「カメラが傾いているだけ」です^^;
photo-buranko ■ 横方向のバランス制御
横方向のバランス制御を確認するため、ブランコにロボットを横向きに乗せてみました。腕を左右に振ってバランスを取ります。 この状態で、もし腕の振りを止めたら確実に転倒します。
photo-bump ■ 段差を乗り越える
前後の傾きを検知し重心位置を調整することで段差を乗り越えることができます。投げ込まれた本は2002年ROBODEX公式ガイドブック、 小さくMR1の記事も載っております。
photo-osu ■ 外力安定性
胸を押したり、ボールをぶつけたり、ガムテープを投げつけたり、などしてロボットに外力が加わった際の 安定性を確かめました。これは「ロボット虐待だ!」というコメントもありましたが「そんなつもりはありません。。」
photo-hizamage ■ 膝曲げ歩行時の障害物
膝曲げ歩行で、脚に物が接触、または引きずった際にどのような動きになるか ガムテープを載せたティッシュボックスを置いて試してみました。 やはり姿勢が低いと股関節サーボへの負荷が減少するため安定してます。
photo-hizanobi ■ 膝伸ばし歩行時の障害物
同様に膝伸ばし歩行で障害物実験を行ってみました。今度は少し軽めのガムテープでしたが若干歩容が変化しています。

■不整地歩行の実験U(砂浜を歩く)

photo-sunahama

【PRIMER-V6改】
上体を左右に振って重心移動すると足が砂に埋まってしまいますので、出来るだけ内側に踏み込み少ない重心移動で歩行できるようにしました。 また足上げを高くし、且つ垂直に振り下ろすことで砂面の起伏や柔らかな砂の上でも足元がブレないようにするなど、砂浜での歩行に適した 歩容に変更しています。



重い荷物を運ぶ

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■ 抱えて運ぶ

【PRIMER-V5改】
重い荷物を抱えて運ぶ実験動画です。
荷物の重さに応じ、上体を反らして重心位置を調整します。 また重くなると腰を落として歩行を安定させ、同時に歩行速度 も落とし、サーボ負荷が増大した際に生じる位置制御誤差を補償します。


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■ 引いて運ぶ

【PRIMER-V6】
重い荷物を引いて運ぶ実験動画です。
荷物の重さに応じ、上半身を前傾させて張力とのバランスを取ります。 また張力が大きくなるとサーボ負荷も増加し同じ速度では位置制御誤差が大きくなりますので 歩行速度を落として補償します。途中に、 胸を押されて体制を維持するシーンがあります。 今回はボールをぶつける特訓は訳あって控えました。。

 

人間みたいな歩き方

【PRIMER-V5】
市販のホビーロボットを改造し 人間のように自然な歩き方ができるロボットを製作しました。 このように膝を伸ばしたかっこうで「 動歩行 」できる小型ヒューマノイドロボットは世界初?かと思います。 これまでのヒューマノイドロボット(中腰スタイル)との 歩き方の違いを動画で比較してみてください。

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膝を伸ばし、人間のように自然な歩行スタイルで颯爽と歩くPRIMER_V5
▼ 仕様その他


綱渡りに挑戦

【PRIMER-V4】
小型二足歩行ロボットに綱渡りをさせてみました。 一見、腕の慣性モーメントだけでバランスを取っているように 見えますが実際には(腕の回転角が小さすぎそれだけでは十分な 反動トルクが得られませんので)腕を少し下げその振りによる 反動(ロボット座標上の重心移動で生じるロープ支点の反作用) なども利用しています。

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長さ約1m・太さ4mmのワイヤロープ上をバランスを取りながら渡るPRIMER_V4
▼ Q&Aなど


バランスを取る

【PRIMER-V3】
小型二足歩行ロボットのバランス性能を試します。一本足立ちの状態で腕や足におもりを吊るし バランスを取る実験や、斜面での前進・後退・回転動作や、押されても踏ん張る ようすをご覧ください。

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体に加わる荷重や床の傾きに応じて体重を移動し、バランスを取るPRIMER_V3

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■ 斜面を歩く

斜面を歩行します。
水平面内、全方向の傾きを検知、
バランスを維持しながら登る・降りる
回転など、転倒すること無く歩くこと
ができます。

photo-ODE




■ 押されると踏ん張る

押されると踏ん張り、転倒を回避します。
水平面内、全方向の傾きや、転倒速度を
検知し、押された方向と反対方向に脚を
広げ、踏ん張ります。






自転車に乗る

【PRIMER-V2】
小型二足歩行ロボットを自転車に乗せてみました。実際に自身の足でペダルを漕ぎ、 ハンドル操作のみによってバランスを維持します。 これまでの小型自転車(orバイク)では、前輪のジャイロ効果のみを利用したバランス無制御タイプ (ラジコンバイク/自転車)やリアクションホイール(円盤の回転によりバランスを取る)ものが殆どでしたので、 このように人間と同じ方法で自転車を乗りこなすロボットはある意味世界初なのかもしれません。

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人間と同じ方法で無動力のミニチュア自転車に乗ることができるPRIMER_V2
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人間をモデルとした歩行制御

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【創発モデル】
人間をモデルとした新歩行方式の物理シミュレーション。 (歩行動作の創発、間接駆動に関する逆モデルの自己組織化、 CPG、原始反射(自動歩行反射)、小脳を模倣した制御方式) 「ROBO-ONE on PC 5th」シミュレーション部門で一部発表、 そのときの説明資料を公開します。
▼ ROBO-ONE on PC 5th (シミュレーション部門)資料


竹馬ロボット

photo-PRI

【PRIMER】
実際の小型二足歩行ロボットに新歩行アルゴリズムを適用。
ROBO-ONE on PC 5th 実機部門の課題(竹馬ロボット)に挑戦しました。
▼ ROBO-ONE on PC 5th (実機部門)資料




僅か4個のサーボで動歩行を実現

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【MR1】
MR1は僅か4個のサーボでニ足歩行(動歩行)を実現しました。 一般のニ足歩行ロボットのように脚部の駆動に10個程の サーボを使用するものと比べ極めて簡易な構造です。シンプルにするこでと 歩行制御の基本的な要件や問題点がむしろ明確になる、と考え製作しました。
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人脳モデル

photo1

【ArtificialBrain】
プログラマブルなニューラルネット(自作)を利用し 意識の機能的側面(注目点の排他的特性、先読み・・etc.)や 報酬(快)を求め苦を回避する本能、汎化・統合・カテゴライズ機能などをプログラムしてみました。 また本システムの中心要件、超越論的自己反省(認識手段そのものへの回帰)を意識し追求すべく 処理の対象を主にシステム自身とすることで学習機構・メタ学習機構・・の多重化、自己組織化を図ります。
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 -- 作者 --

・住い:静岡市駿河区
・Dr.Guero:ドラゴンボール大ファンの妻が付けた愛称 本名:山口雅彦
ロボット製作に感け家事に協力しない悪のイメージ,らしいです。。
・メールai2001@outlook.jp