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歩行arXiv:2510.25280

陰的・陽的制御に基づく両生類ムカデ型ロボットの開発と移動性能評価

Development of Implicit-Explicit Control Based Amphibious Centipede-Type Robot and Evaluation of its Mobile Performance

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陰的・陽的制御の考え方と身体構造の工夫により、単一の制御則で水陸両方を移動できるムカデ型ロボットを開発し、3種類の脚構造で陸上・水中の移動性能を評価した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- ムカデ型の多脚移動ロボットを開発し、水陸両環境での移動性能を評価した研究 - implicit-explicit control の考え方と身体構造の工夫により、単一の制御則で水陸両方を移動することを目指す - 各体節に柔軟関節と左右の脚を持ち、環境と接触する脚構造に着目 - 3種類の脚構造を試作し、脚の slip rate と actuator energy consumption で評価

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の水陸移動研究は、環境に入るとその環境用の gait を生成する controller に切り替える戦略が主流 - 複雑多様な環境ごとに適切な gait を設計し、controller 切り替えを正確に判定するのは困難という課題があった - 本研究は環境ごとの切り替えを必要とせず、単一の unified control scheme で水陸両方を移動できる点が特徴 - 身体構造の設計により制御の単純化を図る点が先行研究と異なる

3. 技術・手法の肝は?

- implicit-explicit control philosophy に基づく単純で統一的な制御則を採用 - ロボットの身体構造を巧妙に設計(flexible joints、各体節の左右の脚) - 環境と広く接触する脚構造に着目し、3種類の脚構造を開発・比較 - 評価指標として脚の slip rate と actuator energy consumption を使用

4. どうやって有効だと検証した?

- 開発した3種類の脚構造を用いて、陸上および水上での locomotion performance を評価 - 評価指標は脚の slip rate と actuator energy consumption - 実験結果から、同一の制御下で水陸両環境を移動できる適切な脚構造が存在することを確認 - 具体的な実験条件や数値は要旨からは不明

5. 議論はある?

- 同一制御で水陸両方を移動可能な適切な脚構造が存在することが示唆された - 脚構造の違いが slip rate と energy consumption に与える影響について議論可能 - 環境ごとの controller 切り替えが不要になる可能性を示すが、多様な環境への一般化や詳細な性能限界は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照・比較されている個別研究は明示されていない - 関連手法として、環境に応じて gait を切り替える controller switching 型の水陸移動ロボット研究 - 多脚ロボットの rough terrain 移動に関する研究 - implicit-explicit control を用いたロボット制御の研究 - 脚構造と slip rate・energy consumption の関係を扱う locomotion 研究

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Yusuke Tsunoda, Seiya Yamamoto, Kazuki Ito, Runze Xiao, Keisuke Naniwa, Koichi Osuka

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Multi-legged mobile robots possess high mobility performance in rough terrain environments, stemming from their high postural stability, joint flexibility, and the redundancy provided by multiple legs. In prior research on navigating between different environments such as land and water, the primary strategy employed involves switching to a controller that generates an appropriate gait for the new environment upon entering it. However, designing appropriate gaits for each complex and diverse environment and accurately determining controller switching for each environment is challenging. Therefore, this research develops a centipede-type mobile robot that navigates both aquatic and terrestrial environments with a simple, unified control scheme, based on the implicit-explicit control philosophy and by ingeniously designing the robot's body structure. In this research, we developed the robot featuring flexible joints and left and right legs on each body segment and focused on the leg structure which has extensive contact with the environment. This paper evaluates the locomotion performance on land and water using the three developed leg structures, using the robot's leg slip rate and actuator energy consumption as evaluation metrics. The experimental results confirmed the existence of an appropriate leg structure capable of navigating both aquatic and terrestrial environments under identical control.

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