Position Specified Sway Type Intermittent Trot Gait for a Quadruped Robot

様々な形態のロボットが開発される中,4足歩行ロボットに求 められる機能は,従来の車輪型やクローラ型ロボットでは移動 できない不整地を踏破することである.これを実現するには 4 足歩行ロボットの機構に加えて,その歩容制御が不可欠である. これまでに提案されてきた 4足歩行ロボットの歩容制御は大 きく反射型と計画型に分けることができる.反射型とは脚先の 位置や反力を感知し,その情報を歩容にフィードバックして制御 するものであり,不意の外乱になどに対してロバストであると いう特徴がある.反射型の例として,Fukuokaらによる鉄犬 [1] はトロット歩容を基本とし,生物の神経系を模したリズム生成 器 Central Pattern Generator(CPG)を用いることで,胴体 角度,接地センサを入力として障害物の踏破に成功している.ま た,Hutter らによる StarlETH [2] は全関節に Series Elastic Actuatior(SEA)を用いることで関節トルクを計測し,これ をフィードバックした歩容生成を実現している.しかしながら, 反射型は極めて大きな段差や穴などの,接地点を選択した時点 で歩容の続行が不可能となるような環境下においては移動が困 難であるという問題を有する. 一方,計画型とは事前にセンサや既知の環境情報を用いて,

[1]  Yasushi Fukuda,et al.  The gait control system of a quadruped walking vehicle , 1986, Adv. Robotics.

[2]  Andrew Y. Ng,et al.  The Stanford LittleDog: A learning and rapid replanning approach to quadruped locomotion , 2011, Int. J. Robotics Res..

[3]  Gen Endo,et al.  An empirical comparison of a free dynamics simulator “Open Dynamics Engine” with TITAN-VIII hardware torque/power measurements , 2011, 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation.

[4]  Shigeo Hirose,et al.  Toward Development of Practical Quadruped Walking Vehicles , 1993, J. Robotics Mechatronics.

[5]  Darwin G. Caldwell,et al.  Planning and execution of dynamic whole-body locomotion for a hydraulic quadruped on challenging terrain , 2015, 2015 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA).

[6]  Stefan Schaal,et al.  Learning, planning, and control for quadruped locomotion over challenging terrain , 2011, Int. J. Robotics Res..

[7]  Pablo González de Santos,et al.  On the Improvement of Walking Performance in Natural Environments by a Compliant Adaptive Gait , 2006, IEEE Transactions on Robotics.

[8]  Yasuhiro Fukuoka,et al.  Adaptive Dynamic Walking of a Quadruped Robot on Irregular Terrain Based on Biological Concepts , 2003, Int. J. Robotics Res..

[9]  Gen Endo,et al.  TITAN-XIII: sprawling-type quadruped robot with ability of fast and energy-efficient walking , 2016 .

[10]  Ryo Kurazume,et al.  3D Sway Compensation Trajectory for Quadruped Walking Robot , 2001 .

[11]  Jerry E. Pratt,et al.  Comprehensive summary of the Institute for Human and Machine Cognition’s experience with LittleDog , 2011, Int. J. Robotics Res..

[12]  Roland Siegwart,et al.  Toward Combining Speed, Efficiency, Versatility, and Robustness in an Autonomous Quadruped , 2014, IEEE Transactions on Robotics.

[13]  Shigeo Hirose,et al.  Intermittent trot gait of a quadruped walking machine dynamic stability control of an omnidirectional walk , 1996, Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation.

[14]  M. Vukobratovic,et al.  On the stability of anthropomorphic systems , 1972 .