著者

衣笠 一樹 石川 将人 大須賀 公一

出版者

公益社団法人 計測自動制御学会

雑誌

計測自動制御学会論文集 (ISSN:04534654)

巻号頁・発行日

vol.49, no.8, pp.755-762, 2013 (Released:2013-08-27)

参考文献数

8

被引用文献数

1 3

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In this paper, we propose a robotic model of a casterboard, which is a commercial variant of skateboards with twistable footplates and passive inclined caster wheels. We then derive its mathematical model in the form of nonlinear state equation; this system is of much interest from both mechanical and control points of view as a new challenging example of nonholonomic mechanics. Based on an observation in the preceding works concerning locomotion control for nonholonomic systems, we propose a locomotion control method with sinusoidal periodic control to realize forwarding and turning locomotion. The proposed idea is examined by simulations and physical experiments using the prototype robot developed by the authors. Moreover, we also examine influence of the parameters in sinusoidal reference signals on the robot's behavior.

著者

石川 将人 北吉 良平 和田 尭 丸田 一郎 杉江 俊治

出版者

The Society of Instrument and Control Engineers

雑誌

計測自動制御学会論文集 (ISSN:04534654)

巻号頁・発行日

vol.46, no.4, pp.237-244, 2010 (Released:2011-11-03)

参考文献数

7

被引用文献数

1 3

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An R/C servo motor is a compact package of a DC geard-motor associated with a position servo controller. They are widely used in small-sized robotics and mechatronics by virtue of their compactness, easiness-to-use and high/weight ratio. However, it is crucial to clarify their internal model (including the embedded position servo) in order to improve control performance of mechatronic systems using R/C servo motors, such as biped robots or underactuted sysyems. In this paper, we propose a simple and realistic internal model of the R/C servo motors including the embedded servo controller, and estimate their physical parameters using continuous-time system identification method. We also provide a model of reference-to-torque transfer function so that we can estimate the internal torque acting on the load.

著者

大須賀 公一 石川 将人 青沼 仁志 李 聖林 小林 亮 佐倉 緑 杉本 靖博 石黒 章夫

出版者

大阪大学

雑誌

基盤研究(S)

巻号頁・発行日

2017-05-31

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本研究の「要」は,昆虫の脳(中心体)に薬剤を注入することによって脳機能と下部神経系との情報のやり取りを遮断する「ゾンビ化」であるので,研究期間の前半は,1)昆虫のゾンビ化手法の確立,2)ゾンビ化昆虫のゾンビ化程度の検証法確立,に注力した.同時に,それらのゾンビ化手法が確立した後のために,3)昆虫の適応的運動能力の発現メカニズムの同定手法理論の検討,4)高度な脳機能を持たない運動制御原理の考察,を行なった.以下,進捗状況を説明する.1)昆虫のゾンビ化手法の確立:コオロギの脳内の薬剤投与部位をより厳密に制御するため,頭部の3Dマップに埋め込むための「コオロギ標準脳の作成を進めており,約60%程度進捗した.また,ゾンビ化システム」の構築を完了した.2)ゾンビ化昆虫のゾンビ化程度の検証法確立:「ゾンビコオロギ」はどのような振る舞いがみられるのかを確認するために,二種類の運動解析装置を試作中であり,70%程度完成した.さらに多様な環境を再現できるような球状トレッドミルシステムも開発した.また,頭部のないコオロギの振る舞いや,各部神経接続を外科的に切断したコオロギの振る舞いを確認している.3)昆虫の適応的運動能力の発現メカニズムの同定手法理論の検討:ゾンビコオロギが完成するまでの基礎研究として,一般の昆虫が示す適応能力の中でも特に,a)歩行速度への適応,b)脚切断への適応,c)環境への適応という三つの適応的な振る舞いに着目し,これら能力を発現しうる制御メカニズムのミニマルモデルの構築を目的とした研究を行った.4)高度な脳機能を用いない運動制御原理の考察:ゾンビ化された昆虫と同じく高度な脳機能をもたない脚機構が,環境/身体間および身体内の脚間で調和のとれた運動を生成する制御モデルを構築した.

著者

浅井 徹 大須賀 公一 石川 将人 杉本 靖博 井上 正樹

出版者

公益社団法人 計測自動制御学会

雑誌

計測と制御 (ISSN:04534662)

巻号頁・発行日

vol.54, no.3, pp.152-158, 2015-03-10 (Released:2015-05-26)

参考文献数

7

被引用文献数

1

著者

田中 颯樹 増田 容一 石川 将人

出版者

公益社団法人 計測自動制御学会

雑誌

計測自動制御学会論文集 (ISSN:04534654)

巻号頁・発行日

vol.55, no.4, pp.305-312, 2019 (Released:2019-04-16)

参考文献数

15

被引用文献数

1

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This paper is concerned with nonlinear analysis of a 1-d.o.f. vertical hopping robot, composed of its body, foot and a DC motor with crank mechanism. We show that its hopping motion under a constant voltage converges into a stable limit cycle, through physical experiments and numerical simulations. We then clarify this stabilization mechanism based on a simplified mathematical model, by showing that the negative torque-velocity correlation (weakness) of DC motors plays as a feedback law for stabilization. We also show that the limit cycles exhibit period-doubling bifurcation as the applied voltage increases, and the corresponding bifurcation diagram is affected by the weakness parameter of the DC motor.

著者

田中 颯樹 増田 容一 石川 将人

出版者

公益社団法人 計測自動制御学会

雑誌

計測自動制御学会論文集 (ISSN:04534654)

巻号頁・発行日

vol.55, no.4, pp.305-312, 2019

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<p>This paper is concerned with nonlinear analysis of a 1-d.o.f. vertical hopping robot, composed of its body, foot and a DC motor with crank mechanism. We show that its hopping motion under a constant voltage converges into a stable limit cycle, through physical experiments and numerical simulations. We then clarify this stabilization mechanism based on a simplified mathematical model, by showing that the negative torque-velocity correlation (weakness) of DC motors plays as a feedback law for stabilization. We also show that the limit cycles exhibit period-doubling bifurcation as the applied voltage increases, and the corresponding bifurcation diagram is affected by the weakness parameter of the DC motor.</p>

著者

石川 将人

出版者

一般社団法人 日本ロボット学会

雑誌

日本ロボット学会誌 (ISSN:02891824)

巻号頁・発行日

vol.27, no.4, pp.384-387, 2009 (Released:2011-11-15)

参考文献数

7

被引用文献数

4 4

著者

南 裕樹 池田 智裕 石川 将人

出版者

公益社団法人 計測自動制御学会

雑誌

計測自動制御学会論文集 (ISSN:04534654)

巻号頁・発行日

vol.56, no.9, pp.425-431, 2020 (Released:2020-09-12)

参考文献数

13

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This paper focuses on the quantization problem of connection weights of neural networks. Our previous work proposed a class of quantizers, called noise-shaping quantizer, for the quantization of neural networks. The performance of the proposed quantizer depends on the error diffusion filter. This paper proposes a systematic design method of error diffusion filters based on features of learning data, which is used for the learning of neural networks. In the proposed design method, satisfactory error diffusion filters are given by solving a kind of traveling salesman problems.

著者

三谷 祐介 鈴木 朱羅 南 裕樹 石川 将人

出版者

一般社団法人 日本機械学会

雑誌

日本機械学会論文集 (ISSN:21879761)

巻号頁・発行日

vol.89, no.918, pp.22-00250, 2023 (Released:2023-02-25)

参考文献数

14

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Automated driving is attracting attention as a technology that can improve the convenience and comfort of mobility. Research on automated driving continues to develop not only in the approach of vehicle automation but also in the approach of driver assistance. As an example of driver assistance technologies, a system has been proposed in which multiple light sources are placed at equal intervals in a tunnel and blink to encourage drivers to adjust their speed. This system is called a Pace Maker Light (PML). In this paper, we focus on the PML and consider applying it to automatic driving. Therefore, this paper aims to realize the velocity control of an autonomous mobile robot using the PML. First, we modeled the PML and the mobile robot and formulated the design problem of the velocity controller of the robot. Then, we proposed a control law that can achieve velocity control based on the light intensity information obtained from the PML. Finally, we conducted velocity control simulations and experiments with a miniature-scale experimental setup. As a result, it was confirmed that the proposed method could be used to achieve the target speed on a level road and a slope.

著者

興梠 匠 石川 将人 杉江 俊治

出版者

一般社団法人 システム制御情報学会

雑誌

システム制御情報学会 研究発表講演会講演論文集 第50回システム制御情報学会研究発表講演会

巻号頁・発行日

pp.232, 2006 (Released:2006-12-01)

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本研究では歩行ロボットの新形態として,三足歩行ロボットとその歩行制御の一方法を提案する.そもそも奇数脚歩行は従来よりほとんど研究されてこなかったが,三足歩行においては二足歩行の機動性・軽量性と四足歩行の安定性を兼備できることが期待される.本研究では120度回転対称かつ少数のアクチュエータを有する軽量な三足機構を提案し,歩行制御問題を歩様設計と各脚制御の二段階に分離することによってアプローチする.

著者

石川 将人 北 卓人 大須賀 公一

出版者

自動制御連合講演会

雑誌

自動制御連合講演会講演論文集 第53回自動制御連合講演会

巻号頁・発行日

pp.121, 2010 (Released:2011-02-03)

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ProcessingはJavaをベースにしたオープンソースのプログラミング言語・統合開発環境であり,Arduinoはそれと共通した開発環境をもつオープンハードウェアのマイクロコンピュータである.いずれも習得が容易,プラットフォーム非依存,低コストなどの多くの利点を有し,初心者の学習用途のみならず研究者のための迅速な試作機開発にも好適である.本講演では,システム制御工学の研究・教育において重要な数値シミュレーションおよび実機実験のためのProcessingおよびArduinoの活用について実例を交えて報告する.

著者

石川 将人 藤本 健治

出版者

一般社団法人 システム制御情報学会

雑誌

システム/制御/情報 (ISSN:09161600)

巻号頁・発行日

vol.57, no.6, pp.254-255, 2013-06-15 (Released:2017-04-15)

参考文献数

1

著者

増田 容一 石川 将人

出版者

一般社団法人 日本機械学会

雑誌

ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集 2018 (ISSN:24243124)

巻号頁・発行日

pp.1P1-F15, 2018 (Released:2018-12-25)

被引用文献数

1

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In this paper, we develop a three-legged robot without a brain. This tripedal walking robot generates gait patterns adaptively and autonomously with no sensor, or controller. The key of this adaptability is to utilize a “weakness” of low-torque motors in each leg. Each motor drives leg joint and adjusts its own phase in response to a reaction force from the ground. As a result of the dynamics of body–motor–environment interaction, the weak motors sync each other.

著者

増田 容一 浪花 啓右 石川 将人 大須賀 公一

出版者

システム制御情報学会

雑誌

システム制御情報学会研究発表講演会講演論文集

巻号頁・発行日

vol.62, 2018-05-16

著者

石川 将人 三平 満司

出版者

一般社団法人 システム制御情報学会

雑誌

システム制御情報学会論文誌 (ISSN:13425668)

巻号頁・発行日

vol.13, no.3, pp.124-133, 2000-03-15 (Released:2011-10-13)

参考文献数

19

被引用文献数

2 1

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In this paper, we propose an optical measurement system for a nonholonomic wheeled robot, and develop a state estimation method and a measurement-output feedback controller. Since the kinematic model of such a wheeled mobile robot is expressed as a driftless nonlinear state equation, there arises a difficulty in observer design that the observability depends on control inputs. This matter is settled by transforming the time-scale of the state equation to a new one, which represents the trajectory of the mobile robot. Then we construct a nonlinear observer which achieves local exponential estimation-error convergence and allows us to specify its rate, where the design method is based on “the extended Luenberger observer (Zeitz)”. Finally, we apply a control strategy for a class of driftless systems based on “time-state control form (Sampei et al.)” to the position control problem by combining it with the observer to form an output feedback controller. Some results of numerical simulations are also presented.

著者

坂本 登 藤本 健治 石川 将人

出版者

公益社団法人 計測自動制御学会

雑誌

計測と制御 (ISSN:04534662)

巻号頁・発行日

vol.42, no.4, pp.291-296, 2003-04-10 (Released:2009-11-26)

参考文献数

34

被引用文献数

1

著者

末岡 裕一郎 北 卓人 石川 将人 杉本 靖博 大須賀 公一

出版者

一般社団法人 日本機械学会

雑誌

日本機械学会論文集C編 (ISSN:18848354)

巻号頁・発行日

vol.79, no.801, pp.1718-1727, 2013 (Released:2013-05-25)

参考文献数

15

被引用文献数

2 2

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In this paper, we discuss some phenomena of obstacle clustering by distributed autonomous robots, in the light of space-discretization (or cellular automata) approach. This work was motivated by Swiss Robots which collect scattered obstacles into some clusters without any global information nor intelligent concentrated controller. Then we define fundamental event rules in this cellular world, and introduce two types of local rules for robot action: one is the Push & Turn rule, which can collect obstacles, the other is Pull & Turn rule, which can scatter obstacles. By defining several indices (ratio of immobile obstacles, ratio of moved obstacles), we investigate the dynamic equilibrium of obstacle clustering by heterogeneous agents. And, this paper also presents a control method of ratio of immobile obstacles from the estimation of each robot's local information even if all the states of obstacles cannot be measured.

著者

石川 将人

出版者

システム制御情報学会

雑誌

システム/制御/情報 : システム制御情報学会誌 (ISSN:09161600)

巻号頁・発行日

vol.53, no.12, pp.524-529, 2009-12-15