想 軌 対 最適 関節数や ン 長 求 GA 基 い
販最適 (modeFrontier) 利用 水 面 2 関節 5 関節
最適 行 生 世 数 1000 世 交 選択 突然変異 適用率 0.5 0.05 0.1 あ 各初期 値 卓 用 想 2, 0.25 , 0.25 ,
12 × 10 , 2700 kg/ 体積 密 各 ン 質
1, 2, ⋯ , 計 算 各 関 節 部 質 紺 1, 2, ⋯ ,
0.29［kg］ 一 値 あ
結果 3.8 う 世 経過 目的関数 束 最適 解 求 詳細 容 各Case 示 最後 角 角 関 節 変 3.12 3.13 3.14 示
(a) Case1
(b) Case2 (c) Case3
3. 8紺 各最適 結果
3. 4紺 最適 設計結果
- 45 - 3. 4. 1 Case 1 結果
Case 1 最適 結果 3.9 う 最適関節数 初期値 2 最適
3 3関節 ン 長 , , 0.21, 0.24, 0.05［m］
消費 ネ 2.97［× 10 ］ 2.63［× 10 ］ 約
11［%］減少 各関節数 対 最適 結果 表3.3 示
(a) 最適 前紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 (b) 最適 後 3. 9紺 Case1 軌
紺
表 3. 3紺 Case1 最適 結果
設計 Initial n=2 n =3 n =4 n =5
0.25 0.2 0.21 0.19 0.17
0.25 0.3 0.24 0.11 0.1
- - 0.05 0.15 0.08
- - - 0.05 0.1
- - - - 0.05
Driving Energy × 10 2.97 2.86 2.63 2.98 4.03
Rate of change [%] -3.8 -11.5 0.3 35.8
- 46 - 3. 4. 2 Case 2 結果
紺 Case 2 最適 結果 3.10 う 最適関節数 初期値 2 最適
4 4関節 ン 長 , , , 0.12, 0.15, 0.06, 0.12
［m］ 消費 ネ 7.01［× 10 ］ 5.44［× 10 ］
約22［%］減少 各関節数 対 最適 結果 表3.4 示
(a) 最適 前紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 (b) 最適 後 3. 10紺 Case2 軌
表 3. 4紺 Case2 最適 結果
設計 Initial n=2 n =3 n =4 n =5
0.25 0.29 0.23 0.12 0.18
0.25 0.21 0.22 0.15 0.17
- - 0.05 0.11 0.05
- - - 0.12 0.05
- - - - 0.05
Driving Energy × 10 7.01 6.95 6.57 5.44 9.98
Rate of change [%] -0.9 -6.2 -22.4 42.4
3. 4紺 最適 設計結果
- 47 - 3. 4. 3 Case 3 結果
紺 Case 3 最適 結果 Case1,2 い 3.11 う 関節数 変
2 2関節 最適 ン 長 , 0.28, 0.22［m］
消費 ネ 59.28［× 10 ］ 58.08［× 10 ］
約2［%］ 減少 各関節数 対 最適 結果 表3.5 示
(a) 最適 前紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 (b) 最適 後 3. 11紺 Case3 軌
表 3. 5紺 Case2 最適 結果
設計 Initial n=2 n =3 n =4 n =5
0.25 0.28 0.25 0.14 0.1
0.25 0.22 0.11 0.07 0.11
- - 0.14 0.05 0.05
- - - 0.24 0.05
- - - - 0.19
Driving Energy × 10 59.28 58.08 73.42 79.04 83.15
Rate of change [%] -2.0 23.9 33.3 40.3
- 48 -
3. 4. 4 各Case 角 ，角 ，関節 ク
紺
(a) 角 変
(b) 角 変
(c) 関節 変
最適 前紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 最適 後
3. 12紺 Case1 角 角 関節 変
3. 4紺 最適 設計結果
- 49 -
(a) 角 変
(b) 角 変
(c) 関節 変
最適 前紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 最適 後
3. 13紺 Case2 角 角 関節 変
- 50 -
(a) 角 変
(b) 角 変
(c) 関節 変
最適 前紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 紺 最適 後
3. 14紺 Case3 角 角 関節 変
3. 4紺 最適 設計結果
- 51 - 3. 4. 5 各Case 効果量 Effect size
紺 出力値 入力値 間 関連性 あ う 予測 効果 称
指標 入 指標 比 系 影響力 わ 一
般的 入力変数 対 効果 Cohen’s d 式(3.12) う 義 ［51］
| |
(3.12)
1 + 1
+ 2 (3.13)
一般 散
∑
1 (3.14)
入力変数 領域 出力変数 集 体 散
∑
1 (3.15)
入力変数 領域 出力変数 集 体 散 あ
入力変数 限領域 出力変数 均値 入力 変数 限領域 出力変数 均値 入力変数 限領域
値 数 入力変数 限領域 値 数 あ 紺 検 式(3.16) う
| |
+ (3.16)
紺 効果 d 式(3.17) 関係 あ
| | × ×
+ + 2
+ (3.17)
効果 数 大 値 大
意差あ 示 い ［52］
各結果 効果 d 検 値 表3.6 示 最 高い値 影 あ Case3 外 手先 ン 効果 高 影響 大 い
- 52 -
3.15 効 棒 表 い 棒 高 効果 呼 出
力値 入力値 間 関係 強 示 大 い効果 入力変 数 比例的 関係 示 0 い場 比例 関係 示
表 3. 6紺 各Case 効果
Case Case1 Case2 Case3
因子 効果 ｔ 効果 ｔ 効果 ｔ
-0.032 3.953 -0.002 4.961 -0.092 1.977
-0.139 14.913 -0.032 8.580 0.079 1.719
0.160 16.184 0.049 4.114 - -
- - 0.054 9.477
3. 4紺 最適 設計結果
- 53 - (a) Case1
(b) Case2
(c) Case3
3. 15紺 各Case 効果 棒
- 54 -
3. 5 本章 ま め
紺 章 最適 関節数 ン 長 軌 影響
明 問題 簡略 行 面 動
計画 軌 沿 動 消費 ネ 最 最適 問題
式 始点 終点 一 特徴 持 型的
軌 え 軌 沿 動作 腕 2 関節 5
関節 GA 用い 最適解求 3 関節 自 生 冗長
自 関 3関節 関節角 設計変数 解決
紺 結果 各 軌 対 消費 ネ 減少 最適 関節
数や ン 長 求 特 Case1 Case2 う 比較的 単純 軌 い
関節数 増え 消費 ネ 減少率 高 効果的 あ
面 Case3 う 方向転換 数回あ 複雑 軌 い 関節 2 関節
最適 ン 長 変 や消費 ネ 減少 少 い 結果
紺 各場 角 角 関節 変 観察 共通点 見
根元 ン 角 変 大 い 関節 変 大 い 面 先端 ン 角 変 大 い 関節 変
少 い 理 根元 ン ネ 多 消費
根元 ン 動 い ネ 消費 少 い先端 ン 動 方向 最適 行わ 考え 紺
紺 最適 結果 中Case1 Case2 角 あ 区間 角 急
昇 あ 現象 い 関節角 0 特異姿勢 影
響 い 考え 両方 関節角 0 0 近 区間
あ 原因 角 急 昇 い 考え 理
式(2.5) 関節角や直交 標 関係 表 式(3.18) う
(3.18) 角 式(3.19) う
(3.19)
3. 5紺 章
- 55 -
角 ン行列 逆行列 計算 必要 行列式 値 0
逆行列 角 無限大 発散 う 系
関節角 0 行列式 値 0 角 発散
角 急 昇 理 特異姿勢 結果 考え
全 共通点 手先 ン 効果 ［+］ 根元
ン ［-］ 値 持 わ 意味 手先
ン 長 増加 消費 ネ 増加 根元 ン 長 増加
消費 減少 最適 消費 ネ 最
手先根元 ン 長 ン 短 傾向 あ 考え
実 最適 結果 Case1 Case 2 場 根元 ン 短
手先 ン 長 面Case 3 逆 結果 い
理 い 単純 手先 ン 短 根元 ン 長
余計 動 ネ 消費 場 関節数 増え 冗長自
理的 軌 消費 ネ 減少 い 推測
紺 章 最適 関節数 ン 長 軌 関
連性 把握 簡略 行い 運動特性や効果 基準 影 響 確 効性
3. 16紺 固 軌 搬送 適用例
- 56 -
結果 基 い 多関節剛体 初期設計 軌 設計 変数 入 設計 間 短縮や作業 効率面 効 関節数や ン 長
決 考え 章 得 結果 初期設計 段階
固 軌 作業 行う 対 ン 長 変更
消費 ネ 減少 期 例え 3.16 う A B
間 軌 固 い 搬送 対 関節数や
ン 長 最適 ネ 減少 考え 経済的 利
益 発生 思わ
角 急 昇や 一般的 結論 方法や目的
関数 設 更 研究 必要 考え 容 い 4 章 述 紺
4. 1紺 概紺 要
- 57 -