時間反転積分法と終端状態最適化に基づく多関節投擲運動における制御入力計画法

摘要

ロボットによる動的運動において重要な要素の1つは特定部位へのエネルギの集中である．例えば投擲運動ではリリース時に先端リンク運動エネルギを，跳躍運動では跳躍の瞬間に重心の鉛直方向運動エネルギをそれぞれ最大化することが重要である．本研究の目的はロボットにおけるエネルギの分配，集中方法を確立することで多様な動的運動実現法を明らかにすることである．本稿では特に投擲·打撃·蹴球などに代表される「非周期スイング運動」に着目する．非周期スイング運動は大きく分けて初期状態から投擲物のリリースあるいは打撃の瞬間に至るまでの加速期と，そこから運動を終えるまでの減速期の2つのフェーズに分割できるが，重要なのは加速期の終端状態（以下単に終端状態と呼ぶ）であり，終端時刻において先端リンクの並進運動エネルギを様々な制約条件の下で最大化することが制御目標となる．