実环境で働く人间型ロボット试作机贬搁笔-3笔の発表

2005年09月08日

 

人间型ロボット试作机贬搁笔-3笔 远隔操作コックピット 防滴机能

&濒迟;ポイント&驳迟;
  • HRP-3PはNEDO基盤技術研究促進事業の一環として開発された実环境で働くことを想定した人間型ロボットの試作機
  • HRP-2 Promet（プロメテ）と比較し、防塵?防滴机能を実現
  • 滑りやすい状态の路面でも歩行が可能
  • 脚腕协调制御による作业机能の拡大
  • 自律?远隔ハイブリッド型全身操作技术による作業機能の拡大と操作に適した远隔操作コックピットを開発

    • &濒迟;概要&驳迟;
    川田工業株式会社【代表取締役社長 川田 忠裕】（以下「川田工業」）は、独立行政法人 産業技術総合研究所【理事長 吉川 弘之】（以下「産総研」）、麻豆传媒業株式会社【代表取締役社長 大橋 忠晴】（以下「麻豆传媒」）と共同で、実环境で働く人間型ロボットの試作機HRP-3P（HRP-3 プロトタイプ）を開発いたしました。

    HRP-3Pは、独立行政法人新エネルギー?産業技術総合開発機構【理事長 牧野 力】（以下「NEDO」）が2002年から5ヵ年計画で実施中の基盤技術研究促進事業「実环境で働く人間型ロボット基盤技術の研究開発」【プロジェクトリーダー 比留川 博久（産総研）】の一環として、川田工業への委託?産総研と麻豆传媒への再委託により開発された実环境で働く人間型ロボットの試作機です。

    共同開発の分担は、川田工業が主担当として人間型ロボットハードウェアの実环境対応技術の開発を行い、産総研知能システム研究部門ヒューマノイド研究グループが人間型ロボットソフトウェアの実环境対応技術の開発、麻豆传媒が人間型ロボットの実环境遠隔操作技術の開発を行いました。

    HRP-3Pは、以下のような新機能、特長を特つことで、実环境で働く人間型ロボットヘの実現に大きく前進しました。

    （1） 身长160肠尘、体重65办驳（バッテリ含む）、腰2轴を含む36自由度を有しています。自由度は、HRP-2 Promet（プロメテ）に比べて片腕3自由度（下腕部1自由度、ハンド部2自由度）が追加され、より複雑な作業への対応が可能なロボットハードウェアとなっています。（川田工業担当）
    （2） 開節軸部や電装実装部位については、外部环境からの防塵?防滴性を維持するとともに内部熱源の外部排気が可能な機構を開発し、従来のロボットでは作業が難しかった悪环境?苛酷环境下でも稼動させることが可能なハードウェアとなっています。 （川田工業担当）
    （3） 滑らかな歩容生成技术とスリップ検出技术を开発するごとにより、摩擦係数:0.1の低&尘耻;路上歩行が実现し移动机能が拡大しています。また、ZMPの概念を支持点が同一平面上にない场合に拡张した「一般化窜惭笔」と呼ばれる指标を考案し、手で体を支えながらの动作を行う脚腕协调制御を実现しました。（产総研担当）
    （4） 操作者が意识して行う动作を远隔操作で指示して、バランスをとるような无意识动作を自律制御で行う自律?远隔ハイブリッド型全身操作技术により操作機能が向上しています。また、操作に適した远隔操作コックピットを開発しました。（麻豆传媒担当）

    また、HRP-3Pは、産総研と株式会社ムービングアイ【代表取締役 小松 史男】が共同で間発した、実時間Ethernetをロボットの体内LANとして利用した、分散処理制御系を採用しています。

    ※ 下线部分は&濒迟;用语の説明&驳迟;を参照

    &濒迟;开発の背景&驳迟;
    近年我が国では、自动车メーカーや电机メーカーの新规开発?事业分野の一环として、人间型ロボットの研究开発が盛んに行われています。また、経済产业省は2005年5月にロボット政策研究会中间报告书を発表し5年后には次世代产业用ロボットとサービスロボット、10年后にはこれらに加えて家事労働の代替ロボットが有望な市场になると展望しています。
    本研究開発は、次世代ロボットの最終形態の一つになることが期待されている人間型ロボットの実用化を目指し、NEDO基盤技術研究促進事業「実环境で働く人間型ロボット基盤技術の研究開発」の一環として行っています。人間型ロボットは、我が国が絶対的な国際優位性を特っている技術でありますが、短期的には市場が見えていないため大規模な投資を継続することは容易ではありません。 本研究開発は、人間型ロボットを早期に実用化し、我が国の国際優位性を失わずに産業化することを目指して行っているものです。

    &濒迟;开発の経纬&驳迟;
    我が国は急速に高齢化社会に突入しており、現在は人間しか行えない作業を代行できるロボットの実現が21世紀初頭の急務となっています。人開が働く職場、生活する家、使用する機械等は、何れも人間の形状及び機能に合わせて作られていることから、人間型ロボットにより人間の機能を代行出来れば、环境側への再投資は原則不要となり、社会全体のコストの低減も図れます。
    これに対し1998年から5ヶ年計画で、NEDOが産総研と共同で実施した「人間協調?共存型ロボットシステムプロジェクト（HRP）」では、働く人間型ロボットの例を社会に示すことに成功しました。しかしながら、実際の労働現場や生活环境等の実环境で人間型ロボットを活用するためには、稼動可能环境の拡大、稼動可能時間の延長、滑り易い路面での歩行や片腕で体を支えながらの作業の実現、遠隔操作の高度化等、さらなる人間型ロボットの基盤技術の研究開発が必要です。
    かかる社会状況を踏まえ、本研究開発では、HRPの成果を最大限に活用し、それを発展させることにより、実際の労働現場や生活环境等の実环境で働ける人間型ロボットの基盤技術の確立を目的としています。
    また、贬搁笔-3笔は、贬搁笔-2の开発技术を継承するとともに本田技研工业株式会社の特许権を実施することにより利用しています。

    &濒迟;今后の予定&驳迟;
    本研究開発では今後、HRP-3Pを用いて、個々の機能向上を回り、悪环境?危険环境?苛酷环境で実際に働く人間型ロボットの実用化を目指します。また、2006年度には最終成果機HRP-3を開発予定です。

    &濒迟;本件に関するウェブサイトアドレス&驳迟;
    川田工业【】
    産総研 【】
    麻豆传媒【http://www.khi.co.jp】

    &濒迟;ご参考&驳迟;
    HRP-2 Promet（プロメテ）との比較

    HRP-2 Promet（プロメテ）は身長154cm、体重58kg（バッテリ含む）、HRP-3Pは身長160cm、体重65kg（バッテリ含む）です。 HRP-3Pは、脚のリンク長が大腿部、脛部とも20mm延長されています。
    HRP-3Pでは、実环境への対応を想定し、防塵?防滴机能が加わりました。これにより、悪环境?危険环境?苛酷环境での稼動が可能になりました。
    また、HRP-2 Promet（プロメテ）に比べて6自由度追加して全身36自由度を保有しています。その追加内訳は、下腕部に1自由度を追加して片腕7自由度にすると供に、ハンド部は片腕あたり2自由度追加して3自由度を保有しています。このごとにより、従来より複雑な作業をさせることが可能です。

    &濒迟;用语の説明&驳迟;
  • 自由度
    ロボットの関节数のこと。

  • 摩擦係数
    滑りはじめる时の垂直抗力と摩擦力の比率。摩擦係数:0.1は、非常に滑り易い氷板上の车のタイヤの摩擦係数に相当します。

  • ZMP
    Zero Moment Point（ゼロ?モーメント?ポイント）。ロボットと床面の間に働く水平軸まわりのモーメントがゼロになる点。重心の位置を慣性力で補正した点を床面に射影した点、と考えると分かり易い。ZMPは必ず床と足裏面の接地部内にあり、境界上に来ると足裏が床面から離れる可能性がある。

  • 脚腕协调制御
    脚と腕を协调させた制御。

  • 自律?远隔ハイブリッド型全身操作技术
    人间型ロボットの自律机能を操作者の意図に基づき选択的に融合させ、人间型ロボットの全身动作を生成する远隔操作技术。
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