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知能ロボット

自律的にボールを判別して,色毎に回収するロボットを開発しています.
まずはアイディアを出し合い,現在はその実現に向けて日夜設計・製作を行っています.

   作りかけのメカニズム             電気回路の様子

  2008年度の大会の様子

技術的な課題としては,主に以下の通りです.

1)精度高く移動する技術
2)環境を認識して,自己位置を推定する技術
3)ボールを検出する技術 (色判別も含めて)
4)ボールをハンドリングする技術

また,これらの技術を実装するためには,そのプラットフォームとなる安定したロボットが必要です.
本研究室では,以下のような項目に分けて開発を行っています.

■メカニズムの設計・製作
ロボットのアイデンティティを決定する重要な部分で,見た目の楽しさと動作の安定性が求められます.

1)要求仕様の作成
2)要求仕様から使用部品を含む概念設計
3)3DCADを用いたメカニズムの詳細設計
4)部品の選定と発注
5)加工と組み立て
6)検証実験

■制御回路の設計・製作
知能ロボットは多自由度のロボットになりますので,それをリアルタイムに制御する回路が求められます.
現在はユニバーサル基板上で実装していますが,汎用性の高い回路ができつつあるため,プリント基板
を作成する予定です.

1)要求仕様の作成
2)要求仕様から使用部品を含む設計
3)部品の選定と発注
4)回路部品の実装
5)検証実験

■自律化プログラムのアルゴリズム提案と実装
知能ロボットの開発では,人が持つような知能をロボットに持たせることを模索します.
どのように賢くするかということに関しては,多くのアイディアが投入されます.

そのアイディアは様々ですが,主な課題は以下の通りです.
1)オドメトリを使用した相対位置の推定
2)ランドマークを用いた絶対位置の推定
3)カルマンフィルタ,パーティクルフィルタなどを用いた自己位置の推定
4)PI制御などを用いた速度,位置,姿勢制御
5)ロボットアームの角度制御
6)距離センサなどを用いたボール検出
7)画像処理を用いたボール,ランドマーク検出
8)ボールの色判別 (カラー検出センサなど)
9)行動選択・プランニングのアルゴリズム
10)適応・学習による行動の柔軟な変更

単なるゲームのように見えても「自律」で動かすとなると,様々な研究・開発の要素があります.
これらの要素を一つ一つ丹念に達成していくと,ロボットが思った通りの動きをし始めます.

2009年度は12月13日の「習志野イベント」で,これらのロボットをご披露します.
まだ開発中でどのような形になるか分かりませんが,きっと皆さんを感心させるロボットになるのではないか
と期待しています.