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講義No.00999

ローラーブレーディングロボット

慣性走行で燃費を大幅節約

 現在の陸上移動手段は、自動車が主力です。これ以外にも、波動歩行という蛇のように体型を周期的に変化させて移動する方法があり、私たちの日常の中にも、ローラーブレードといった遊びの中に、似たような動きを見つけることができます。この移動の大きな特長に、「慣性走行、滑走ができる」という点があります。この方式の慣性走行は、今までの車軸を使った移動手段に比べて、移動効率、燃費が非常に良いのです。従来の車軸で回転力を伝えている構造(今ある普通の自動車やオートバイ)では、たとえ慣性走行をしている時でもエンジンを止めるわけにはいきません。トランスミッションを使用してエンジンと車軸の回転を切り離しても、再接続には回転数の同期をきちんと取らないと、動力伝達機構に大きなダメージを与えてしまう可能性もあり、現実には常にエンジンを回転させています。その一方、ローラーブレードでは希望の速度になった時に、キックするのを停止してしまっても、慣性で安定して移動し続け、速度が低下すれば、またキックを簡単に再開することで速度を簡単に回復できます。さらにエッジを使った方向転換により、急な進路変更をすることも可能なのです。この動きを取り入れたのが、ローラーブレーディングロボットです。

ノンホロノミック(非ホロノミック)

 ローラーブレーディングロボットは、効率よく進んではくれますが、これだけではどこに進むのかわかりません。車輪が転がる、タイヤが転がるといった現象を、「非ホロノミックの拘束を持つ運動」と呼んでいるのですが、この運動を現在主流のフィードバック方式(この場合、キックした結果進んだ量や方向を、次のキック動作に戻す操作)だけで制御するのはきわめて難しいのです。そこで、制御技術により高度な数学を組み合わせ、世界で初めて「ビジュアルフィードバックによる経路追従による波動歩行制御技術」を開発しています。

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この学問が向いているかも 理工学部

青山学院大学
理工学部 情報テクノロジー学科 教授
山口 博明 先生

メッセージ

 知能機械学とりわけ移動ロボット工学では、移動ロボットが持つ非ホロノミック拘束に基づく計画問題を高速に解く研究、および、複数台の移動ロボットが相互干渉し合ったときに起きる問題を自律分散的に解消していくアルゴリズムの研究、さらに波動歩行という移動方法を用いた未来の乗り物を開発しています。

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 青山学院大学では、「青山学院創立150周年に向けての原点回帰」と銘打ち、大学全体のグローバル化の動きを推し進めています。大学創立当初から、英語で授業を行う伝統のもと、現在、10学部24学科を擁して、「地の塩、世の光」というスクール・モットーを体現すべく、社会に貢献しながら人々を照らし導くサーバント・リーダーの育成に努めています。

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