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モバイルマニピュレータ開発
(SOAR)

RoboCup2022・WRSへ参加した実績・経験をベースにモバイルマニピュレータ(アーム付き自走式ドローン)を開発しています。苦節10年。やっとFetchの背中が見えてきました。
想定タスクはコンビニエンスストアでの買い物を想定しています。
この動画はエレベータ連携による中継フロアを経由した低/高階層エリア間の自律走行の様子です。

コンセプト・概要・方針

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人が介在せずに単体で活躍でき、かつ安価で開発が容易(ROSベース)なロボットを目指しています。
実装予定機能は以下のとおり
です。

  • ドアを開く

  • ボタンを押す

  • 物を持ち上げる・掴む

  • エレベータ乗車

  • 自律走行
     

想定タスク

 

RoboCupやWRSの競技会にある「コンビニタスク」は、お店側の動きを想定していますが、我々が目指すタスクはユーザ目線でのコンビニへの買い出しです。
ロボットがコンビニで買い出しを行うためには下記のフローを行う必要があります。

 

  1. ユーザ :注文内容を発話(音声認識)

  2. ロボット:コンビニへ向かう・ドアを開ける・エレベータ乗車・コンビニへ到着

  3. ロボット:商品ピックアップ(商品認識・取り出し)

  4. ロボット:商品を提示

  5. 店員 :会計(POSへ入力、ロボットに貼付されたPayPayのQR読み込み)

  6. ロボット:商品を受け取る

  7. ロボット:ユーザの元へ移動、到着後ユーザへ渡す
     

ハードウェア

ハードウェア

 

短期間で開発を回すため既製品を組み合わせて試作機を作成しています。
自律走行するベース(コンビニの通路幅を通過できる大きさ)とマニピュレータを組み合わせておつかい(買い出し)タスクを行えるようにしました。

  • 名称:SOAR

  • サイズ:h: 1,360mm~1,820mm w: 550mm d: 650mm

  • ​重量:91.65kg

  • ​駆動時間:約45分(実測値)

  • 最大速度:3.0km/h(実測値)

  • センサ構成:2D Lidar、IMU、Depth Camera、Microphone、Thermal Camera、Zoom Camera、LEDライト

  • ​アーム自由度:7
     

構成要素(ベース)

構成要素(ベース)

 

  • コンビニの通路幅を通過できる大きさ

  • エレベータにスムーズに乗車可能なサスペンション付きタイヤ

  • 昇降するアームを取り付けた状態でも安定した自律走行
     

構成要素(リニアアクチュエータ)

構成要素(リニアアクチュエータ)

 

  • コンビニの棚の奥の商品をピック可能

  • アームと顔を同時に昇降

  • アーム重量に対する自重補償機構(アームの重さで降下しない)を搭載
     

画像認識を用いた物体のpick & place


画像認識を用いたカップ麺のpick & place動画です。
 

​開発風景

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