工学部 ロボティクス学科

土居隆宏 研究室

DOI TAKAHIRO
LABORATORY

実用化を目指した多脚ロボットシステムを研究 7トンのロボットによる実際の工事現場での建設作業に成功

多脚移動ロボットを軸に、今後の社会で必要となるであろうロボットシステムについて幅広く提案・研究を行っている。崖崩れを防止する重量7トンの4足歩行ロボットを企業と共同開発しているほか、ヘリコプターの不整地着陸装置、バイオマスを回収して発電するロボット、連結型群ロボット、移動ロボットの三次元センサ情報処理などのテーマに取り組んでいる。

キーワード

  • 多脚ロボット
  • 不整地移動
  • 災害対応
  • 持続可能社会

研究紹介

RESEARCH

不整地をスムーズに歩行移動可能なロボット台車

研究内容

不整地をスムーズに移動可能な歩行ロボット台車の研究を行う。安定性確保のため4 脚以上の多脚式で、ペイロードを胴体部に搭載可能なものとし、搭載カメラでの移動撮影、建設・農林水産業での資材等運搬、脚部をロックすることによる不整地上における安定な作業台としての使用が可能である。従来の不整地移動機構は、車輪やクローラなどを利用したものが多く、それ単体では不整地での安全な移動・作業を実現することが困難な場合がある。例えば、(1)胴体標高を一定に維持したまま移動する、(2)斜面で胴体を水平に保つ、(3)転倒防止のため、着地面積を広げる、といった動作である.従来の移動機構を用いてこの動作を実現するには胴体部の位置姿勢を変化させるための付加的な機構、アウトリガーなどが必要となり、機構の大型化、複雑化につながる。そこで、本研究では、多脚機構を用いることで、このような移動と作業に適したプラットフォームをシンプルに実現することを目的とする。その制御においては、地形計測のためのレーザーセンサ、胴体の傾きを知るための加速度センサ、ジャイロセンサ、GPS、タッチセンサを使用する。近年、計算機やセンサの小型化・高性能化により、以前は困難であった多自由度の脚機構の制御が容易になってきており、実用化の可能性は高いと考える。

実用化を目指した歩行ロボットの開発

バイオマス回収によるエネルギー自給ロボット

研究内容

森林等のバイオマスが豊富にある環境で、自らバイオマスを回収し「食べる」ことでエネルギー自給できるロボットのコンセプトを提案している。現在枯葉の燃焼熱を利用したロボットシステムの提案と原理検証を行っている。

飛行ビークルのための脚システム

研究内容

ドローン等の飛行ビークルのための着陸装置としての脚機構の提案を行っている。
少ないモータで不整地に適応できる機構をいくつか開発し、飛行と離着陸に成功している。

連結型群ロボットの研究

研究内容

複数のロボットが連結・分離することで、様々な機能を実現するコンセプトを提案している。
蛇型ロボット、ロボットが骨組み構造になるもの等、実機の開発およびシミュレーションによる評価を行っている。

教員紹介

TEACHERS

土居隆宏  准教授・博士(工学)

千葉県千葉高校出身

略歴

東京理科大学工学部第一部機械工学科卒。東京工業大学大学院理工学研究科制御工学専攻博士後期課程修了。博士(工学)。理工学振興会(東工大TLO)プロジェクト研究員、中京大学生命システム工学部助手を経て、2008年本学講師就任。2013年現職。

専門分野

専門:多脚歩行ロボットのソフト/ハードウェア 3次元視覚を利用したインテリジェントな地図生成、多脚メカニズムのドローンへの応用
論文・著書:3D Visual Information Processing and Gait Control of a Quadruped Robotほか

横顔

幼稚園児のころからロボットに興味があり、研究者を目指す。修士課程から歩行ロボットの研究を始め、現在は土木作業用の7トンの大型ロボットの開発に携わっており、過酷な環境で実用化を目指して実験中。

趣味

自転車、木工、音楽鑑賞(ジャズ、ポップス中心)、ピアノ少々、キャンプ、カヌー

近況

研究室の設備が揃い、ノウハウが育ってきたのと、強力なマイコン、卓上工作機械の発達により、作りたいものがすぐに安く作れる環境ができつつあります。イマジネーションを膨らませて、今までにない新しいコンセプトをどんどん発表していきたいと思います。

オリジナルコンテンツ

ORIGINAL CONTENTS