知能システム論1(1) はじめに(ロボットと は) 2007.4.17 情報システム学研究科 情報メディアシステム学専攻 知能システム学講座 講義内容 1.はじめに 2.ベクトルの基礎 3.運動学(Kinematics) 4.動力学(Dynamics) 5.行列の演算と応用(Matrix) 6.軌道計算(Trajectory) 7.ロボットの制御(Control) 8.応用(Application) ロボットの歴史 • 1954年 デボル(Devol)の教示・再生方式特許 • 1960年代 産業用ロボットの登場 (Unimate,Versatran) • 1962年 マニピュレータの計算機制御(Ernst) • 1965年 コンピュータビジョン(Roberts) • 1970年前後ハンドアイシステム(MIT,ETL,日立中 研) • 1970年代 力感覚、力制御組立作業 ソフトウエアサーボ ロボットの歴史(続) • 1983年 ロボット元年 「極限作業ロボット」大 プロ 日本ロボット学会発足 二足歩行ロボット(早大、阪大、MEL、ホ • 1990年代 テレロボティクス(安川電機) • 1995年 エンターテインメントロボット (AIBO,ASIMO) ロボットコンテスト ロボカップ(RoboCup) ロボット産業の規模 パーソナルロボット (予測) 4000 億円 産業用ロボット 100 遠隔 1950 1960 Devol特許 1970 1980 1990 極限作業ロボット ロボット元年 エンターテインメント 2000 ASIMO AIBO ロボットの次の展開 社会データベースや公共インフラとの連携による 安心安全な生活の実現 “もの”、環境の知能化 行動するメディア=ロボットの組み込み ロボット単体で閉じるのではなく 社会とのつながりや知能化された 環境との協働により問題を解決 知的情報インフラの導入 ロボット本体の機能: 指示軌道への追従制 御 反射的行動制 御 知的情報インフラの機能:全体管理 環境認 識 動作計 画 掃除ロボット 書類配達ロボット “もの”にマーク(タグ)を付けるこ とによる環境認識とナビゲーション 知的情報インフラ活用型ロボットの開 発 作業内容: ビル内での書類ケースの搬送 主要機能: 自律走行によるサイトへの移動 複数台ロボットのデッドロックなしナビゲーション 可動障害物回避 エレベータによるフロア間移動 ドア開閉 ケースのロード・アンロード機能 ユーザ端末からの作業依頼 Localization: iGPS (indoor GPS) Camer a Coor di nat e Syst em Yc Zc Oc Xc pc Wor l d Coor di nat e Syst em Zw pw IR LED Unit Xw I R-r ay pass f i l t er Pr oj ect ed Pl ane 2[ m] Z=const ant Yw 10[ m] 2[ m] [2] Y.Hada and K.Takase: ”Multiple Mobile Robot Navigation Using The Indoor Global Positioning System (iGPS)”, Proc. of IROS2001, pp.1005-1010, 2001. 3台のロボットのナビゲーション 動的な経路変更 可動障害物の回避 iGPSを用いた固定軌道の追従 エレベータによるフロア間移動 4倍速再生 外乱を加える 4倍速再生 信頼性の評価試験 • 目的 – iGPSサーバ,ロボット位置管理サー バ,ロボット動作制御サーバ,ロ ボット間の通信の信頼性 – ロボットの軌道追従制御の信頼性 • 設定 – 障害物のない廊下を移動 – 移動距離 1周約36[m]×40周=1440[m] – 最大0.3[m/s]で移動 実験の様子 実験時間:1時間45分 走行距離:1440[m] 最初の1周:8倍速 残り:100倍速 機能集中型ロボットとの費用比較 * 本移動ロボット 動ロボット 管理PC 0 環境TVカメラ 0 周辺装置 00万円 無線装置 30万円 小計 430万円 従来移 80万円 80万円 400万円 30万円 590万円 4 社会における応用分野の開拓 キャンパス内連絡便 食事運搬 スーパー商品補給・セル巡回・搭乗用 各種作業の実現 キャンパス内連絡便 施設での食事運搬 食事運搬ロボット スーパー商品補給・セル巡回・搭乗用 人間搭乗型 セル巡回ロボット Return Return Return Return Return Return Return Return Return Return Return return
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