HRP-2 prototype는, 경제 산업성·신 에너지·산업기술 종합 개발 기구(NEDO)가 1998년부터 5년 계획으로 실시중의 「인간 협조·공존형 로보트 시스템의 연구개발」프로젝트 (리더:이노우에 히로시윤도쿄 대학 교수 / Humanoid Robotics Project, 이하 HRP라고 한다) 후기 응용 연구개발 5 분야중 하나인 옥외 공동 작업 응용을 실현하기 위한 인간형 로봇 「HRP-2」의 prototype로서 개발되었다.



신장 154 cm, 체중 58 kg(배터리 포함), 허리 2축을 포함한 30 자유도를 가져, 경량다자유도를 실현하고 있다. 또, 가랑이 관절이 '편소유' 구조로 애로의 보행이 가능한 점, 전장계의 고밀도 실장에 의해 백 팩을 불요로 한 점이 특징이다.

향후, 부정 지반보행, 전도 제어, 전도 회복 동작 등의 인간형 로봇의 공통 기반기술 및 인간과의 공동 작업등의 응용 기술의 연구개발에 이용될 예정이다.

공동 개발의 분담은, 카와다 공업이 주담당으로서 설계 제작을 실시해, 산업기술 종합 연구소 지능 시스템 연구부문(카네코 켄지 주임 연구원들)이 전체 사양 설계를, 야스카와 전기가 완부 사양 설계를, 출산 종합연구소 지능 시스템 연구부문 3 차원 시각 연구 그룹 및 시미즈 건설이 시각부 사양 설계를 실시했다.








:: 일하는 인간형 로보트에 의한 '일어나고 드러눕는' 동작에 성공 (보도기사)
            (넘어짐 제어, 넘어짐 회복기술의 실현에 크게 진전)  / 2003년 9월 19일
            / 독립 행정법인 산업기술 종합 연구소 / 카와다 공업 주식회사

특징 :
인간 사이즈(HRP-2 prototype:신장 154cm 체중 58kg)의 인간형 로봇이, 일어나거나 드러눕거나 하는 동작을 세계에서 처음으로 성공시킴. 엎드린 상태에서부터, 직립 상태로 순조로운 변형이 가능하고, 게다가 직립 상태에서 엎드리는 상태에도 순조로운 이동이 가능. '넘어지면 마지막' 이라고 하는 휴머노이드의 약점을 극복함.

세부내용 :
독립 행정법인 산업기술 종합 연구소(이사장 요시카와 히로유키 / 이하 「출산 종합연구소」라고 한다)는, 카와다 공업 주식회사 (대표이사 사장 타다 카츠히코 / 이하 카와다 공업이라고 한다)와 공동으로, 인간 사이즈(HRP-2 prototype:신장 154 cm, 체중 58 kg, 허리 2축을 포함한 30 자유도를 가져, 경량다자유도를 실현)의 인간형 로보트에 의한 일어나거나·드러눕거나 하는 동작에 세계에서 처음으로 성공했다.



위로 돌리고(엎드리고) 상태로부터 일어나 직립 상태에 순조롭게 천이 하거나 게다가 직립 상태로부터 위로 돌리고(엎드리고) 상태에 순조롭게 천이 하는 것을 가능으로 했다. 본동작은, 「백 팩이 없고, 허리 관절과 고출력의 팔을 갖춘 인간에게 가까운 하드웨어」라고, 「새롭게 개발한 중심 위치를 제어해 지지 상태를 천이 시키는 전신 동작 제어 소프트웨어」의 편성에 의해 실현된 것이다.

지금까지도 신장 60 cm이하의 소형의 인간형 로보트에서는, 일어날 수 있는 것이 개발되고 있었지만, 신장 120 cm이상의 인간 사이즈의 인간형 로보트로, 일어나기 오름을 실현한 것은 세계 최초이다. 몸이 커지면, 일어나는 혹은 넘어질 때의 관성력의 영향이 커지기 때문에, 밸런스를 취하면서 동작시키는 것이 어려워지는 것으로부터 실현되어 있지 않았다.

본 성과에 의해, 비록 넘어져도 일어나, 작업을 계속할 수 있다고 하는, 일하는 인간형 로보트의 필수 조건의 실현에 크게 전진한 것이 된다. 게다가 지금까지의 한 번의 실패도 용서되지 않는 「어떻게 넘어지지 않게 걸을까」일변도인 인간형 로봇의 운동 제어의 기술개발 방침을, 「실패를 허용 해 거기로부터 어떻게 회복할까」라고 할 방향으로 크게 전환시키는 것이다.

향후에는, 드러누운 상태 혹은 납죽 엎드림 상태로부터의 동작 바리에이션의 증가와 전도 제어 기술을 추가해, 갑작스러운 사태에 의해 전도했을 경우에도 안전하게 일어날 수 있는 인간형 로보트의 동작 소프트웨어를 구축할 예정이다. 게다가 이것들을 넓리 일반적으로 제공하는 것으로써, 인간형 로봇을 고용한 연구개발을 한층 더 가속시키고 싶다고 생각하고 있다.


:: 용어의 설명

- 자유도
로보트의 관절수.

- 편소유 구조
한편에 의해 지지를 받은 대들보 구조. 본건의 경우, 가랑이 관절이 다른 한쪽으로 유지되고 있는 구조를 가리킨다.

- 오픈 아키텍쳐
인터페이스 사양이 공개되고 있는 시스템.

- 부정 지반행
요철이나 경사가 있는 노면상의 보행.  

- 전도 제어
로보트가 전도했을 경우에 그 파손을 최소한으로 억제하기 위한 자세 제어법.

- 전도 회복
전도한 상태로부터 기립 상태에의 자세 회복 제어법.

- API
Application Programming Interface. 소프트웨어를 이용하기 위한 인터페이스.


:: 인간형 로보트 「HRP-2」대출. 5년간에 3800만엔…

산업기술 종합 연구소(이바라키현 츠쿠바시)와 카와다 공업(토야마현 후쿠노마치) 등은 12일, 건설 현장에서 인간과 함께 작업하는 것을 목표로 해 개발한 인간형 로보트 「HRP-2」를 국내 연구기관에 대출한다고 발표했다.
대출 비용은 본체가, 5년간에 3800만엔을 예정. 메인트넌스는 연간 400만엔으로 소프트는 출산 종합연구소의 벤처기업이 400만엔으로 판매한다. 카와다 공업에 의하면, 동경대학, 오사카대학교등과 교섭중에서, 향후는 기업에의 대출도 검토한다고 한다.
- 치   수 : 전고 1540 mm 전폭 650mm 안길이 340 mm(흉부)
- 완비중량 : 58kg(배터리포함)  
- 자유도 : 30 축  
- 보행속도 : 0~2km/h
- 핸드파지력 : 2kgf(한쪽 팔)
- 센   서 : 관절축 / 인크리멘타르엔코다
              시   각 / 입력 3눈스테레오 카메라
              동   부 / 3축진동 쟈이로, 3축가속도 센서
              완   부 / 6축포스 센서
              각   부 / 6축포스 센서
- 모터드라이버 : 48V 20A(I max), 2축/드라이버×16
- 전   원 : NiMH Battery DC 48 V, 18Ah


:: 특  징

HRP-2 prototype는 신장 154 cm, 체중 58 kg로, 어깨 폭은 60 cm, 흉부의 두께는 34 cm로 인간의 여성과 거의 같은 체격. 외관상의 특징으로서는, 전기 계통을 고밀도화하는 것으로, 지금까지가 많은 로보트를 만난 백 팩이 불필요하게 되어, 보다 인간다운 스타일에 가까워졌다. 전신의 자유도는 30 자유도 있어, 혼다의 ASIMO와 비교했을 때의 어드밴티지로서는, 허리에 새롭게 2 자유도를 갖게하고 있는 것으로, 이것에 의해 전도한 상태로부터 일어나는 것이 용이하게 될 뿐만 아니라, 떨어진 것에 손을 뻗는다고 한 단순한 동작도 보다 순조롭게 되었다고 한다. 제어용 컴퓨터에는 Intel Pentium III 1 GHz(FC-PGA)를 탑재해, 스토리지는 1 GB의 실리콘 디스크, 외부와의 접속에는 무선 LAN, OS는 ART-Linux를 채용하고 있다.

HRP-2 prototype는 「인간과 공동 작업을 행할 수 있다」일을 목표로 해 연구개발이 행해지고 있어 그 때문에 필요라고 생각되는 울퉁불퉁 한 부정지에서의 보행, 전도에서의 데미지를 최소한으로 억제하는 것 같은 구르는 방법, 또 전도한 상태로부터 일어난다, 라고 하는 동작의 실현을 목표로 하고 있다. 현재는 이러한 동작은 HRP-2 prototype와 동시에 발표된 인간형 로보트 개발을 위한 소프트웨어 플랫폼 「OpenHRP」의 시뮬레이터상에서는 실현되고 있어 향후는 이러한 동작을 실기로 실현되어 갈 계획이 되어 있다.


:: 이미지


머리는 카메라가 3대나 들어가기 (위해)때문에 많이 옆으로 퍼진 인상


얼굴안에 카메라가 3 각형의 정점 위치에 줄지어 있는 것이 보인다


제어용의 컴퓨터는 이 정도치에 들어가 있다.


각부의 업, 다리의 뒤로부터 발끝에 걸친 푸른 부분은 부드러운 수지제


가랑이 관절은 편소유 구조라고 해, 이것에 의해 좁은 통로에서의 보행이 가능하게 된다


이해하기 어렵지만 스트렛치 운동을 하고 있는 곳(중). 이러한 움직임도 허리의 관절에 의해 가능하게 되었다


걷는 냉장고……는 아니고, 다리 모듈 「HRP-2 L」. 2001년 7월에 완성해, HRP-2 P개발의 기초가 되었다.










:: 문의처

321-3325 토치기현 하가군 하가마치 하가다이122-1
카와다 공업(주) 항공·기계 사업부 인조인간 로보트·지능 시스템 개발실
Tel:028-677-5737 Fax:028-677-5707
eMail:robocraft@kawada.co.jp  


:: 참   조

http://www.kawada.co.jp/ams/hrp-2/index.html
http://www.watch.impress.co.jp/pc/docs/2002/0319/hrp2.htm
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2002/0920/hrp.htm|