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Development of Minimal Two-legged Walking and Running Mechanism Based on Passive Dynamical Mechanism

Research Project

Project/Area Number 16H04302
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

Sano Akihito  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80196295)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 池俣 吉人  帝京大学, 理工学部, 講師 (70467356)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2016: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Keywordsロボティクス / 受動的力学機序 / 歩行・走行 / データ駆動
Outline of Final Research Achievements

In this study, we found a minimal operation point with minimal intervention based on remote manual operation with tube-wire, and developed a two-legged mechanism that can walk and run better. Except for simple interventions, passive dynamical mechanisms were the criterion. The new pelvis-spine mechanism allows the upper body and legs to interact well and achieve smooth movement, achieving more autonomous 3D level-ground walking. In addition, athlete-like high-speed running was realized, and the lever operation of human being was changed from power assist to automatic operation, achieving completely automatic running without human intervention. Furthermore, although passive walking has the principle of being able to walk and has robustness, we proposed a new data-driven method for maintaining walking condition.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

受動的な力学機序(力学メカニズム)を規範とすることは普遍性があり,これを持続的に発展させたことは学術的意義がある.本研究では,最小限の介入(アシスト)によって,より良く歩行・走行できるようにした.思い通りに動かせたではなく,より良く動いてくれたかを重視した.また,受動歩行はヒト(高齢者)にも通じる歩行機構の繊細さがしっかり表現されており,貴重なデータとしてデータ駆動型手法が活かせ,歩行支援などに応用できる可能性があり社会的意義がある.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (36 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Presentation (34 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Presentation] ヒト操作由来の2足走行システムの構築2019

    • Author(s)
      真田拓弥,秋田武蔵,小林和真,服部誠司,鈴木幹久,棚橋亮太,岡本一将,池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 受動的力学機序を規範とした3次元平地歩行の姿勢制御2019

    • Author(s)
      黒宮大樹,丹羽貴士,野々下絢斗,池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 実環境での受動歩行における深層強化学習2019

    • Author(s)
      鈴木涼平,木田宏平,冨田真穂,池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 牽引によるリムレスホイールの2D水平面走行に関する研究2019

    • Author(s)
      池俣吉人,大澤遼河,笠原優,佐野明人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 2脚走行機とアスリートにおける走行の比較2019

    • Author(s)
      池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 受動歩行に対するデータ駆動型アプローチ-オープン化を念頭に置いた実験システム-2018

    • Author(s)
      木田宏平,冨田真穂,鈴木涼平,池俣吉人,佐野明人
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      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 受動歩行に対するデータ駆動型アプローチ-機械学習を用いた歩行の調子評価-2018

    • Author(s)
      冨田真穂,木田宏平,鈴木涼平,池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 受動的力学機序を規範とした3次元平地歩行の自立性向上2018

    • Author(s)
      丹羽貴士,野々下絢斗,池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 受動的力学機序を規範としたアスリート的な走行-膝を活用した蹴り動作-2018

    • Author(s)
      鈴木幹久,服部誠司,小林和真,棚橋亮太,池俣吉人,佐野明人
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      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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  • [Presentation] 受動的力学機序を規範としたアスリート的な走行-走行中の腕振り制御-2018

    • Author(s)
      服部誠司,秋田武蔵,棚橋亮太,池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 受動的力学機序を規範としたアスリート的な走行-パワーアシストから自動操作に向けて-2018

    • Author(s)
      秋田武蔵,小林和真,岡本一将,鈴木幹久,棚橋亮太,服部誠司,池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 受動的力学機序を規範としたアスリート的な走行-3次元平地走行-2018

    • Author(s)
      棚橋亮太,小林和真,秋田武蔵,鈴木幹久,服部誠司,池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ランニング・マニピュレーション2018

    • Author(s)
      真田拓弥,秋田武蔵,佐野明人
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      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 無動力歩行支援機の膝粘性と歩行タイプに関する一考察2018

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      岩本好未,佐野明人
    • Organizer
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] アスリートの走行運動の基礎解析2018

    • Author(s)
      池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 受動的力学機序を規範としたヒトに近い歩行・走行におけるデータ駆動型アプローチ2018

    • Author(s)
      佐野明人、秋田武蔵、冨田真穂、木田宏平
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 受動的力学機序を規範としたヒトに近い3次元平地歩行の実現2018

    • Author(s)
      野々下絢斗、小川尊寛、丹羽貴士、池俣吉人、佐野明人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 受動的力学機序を規範としたヒトに近い高速な平地走行の実現2018

    • Author(s)
      小林和真、錦見祥平、秋田武蔵、棚橋亮太、服部誠司、鈴木幹久、池俣吉人、佐野明人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 牽引による二脚受動歩行機の水平面歩行の実現2018

    • Author(s)
      池俣吉人、矢野拓磨、鈴木康平、横塚巧、佐野明人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト走行の簡易モデルにおける平衡点とその安定性の解析2018

    • Author(s)
      池俣吉人、佐野明人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ミニマルな介入によるヒトに近い3次元歩行2017

    • Author(s)
      伊勢佳祐,小川尊寛,丹羽貴士,池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
    • Place of Presentation
      郡山市
    • Year and Date
      2017-05-10
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ミニマルな介入によるヒトに近い高速走行2017

    • Author(s)
      纐纈修平,錦見祥平,秋田武蔵,橋本翔,池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
    • Place of Presentation
      郡山市
    • Year and Date
      2017-05-10
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 受動歩行機による超高効率な水平面歩行の実現2017

    • Author(s)
      池俣吉人,中山裕基,新井翔太,小林直也,佐野明人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
    • Place of Presentation
      郡山市
    • Year and Date
      2017-05-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 最も簡単な歩行支援機の評価および解析2017

    • Author(s)
      池俣吉人,荒井祐亮,時野谷聡,大垣翼,佐野明人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
    • Place of Presentation
      郡山市
    • Year and Date
      2017-05-10
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 倒れながらも安定感が増したヒトに近い3次元歩行2017

    • Author(s)
      丹羽貴士、小川尊寛、野々下絢斗、池俣吉人、佐野明人
    • Organizer
      第35回日本ロボット学会学術講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 後傾ながらもダイナミックさが増したヒトに近い高速走行2017

    • Author(s)
      秋田武蔵、錦見祥平、小林和真、木田宏平、池俣吉人、佐野明人
    • Organizer
      第35回日本ロボット学会学術講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトに近い走行におけるダイナミクスベースド深層強化学習に向けて2017

    • Author(s)
      佐野明人
    • Organizer
      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ヒトに近い速い3次元歩行-手動ワイヤ操作-2017

    • Author(s)
      小川尊寛、丹羽貴士、野々下絢斗、池俣吉人、佐野明人
    • Organizer
      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトに近い高速な平地走行-手動ワイヤ操作-2017

    • Author(s)
      錦見祥平、秋田武蔵、小林和真、池俣吉人、佐野明人
    • Organizer
      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトに近い速い3次元歩行-骨盤モータ駆動-2017

    • Author(s)
      丹羽貴士、小川尊寛、野々下絢斗、池俣吉人、佐野明人
    • Organizer
      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトに近い高速な平地走行-遠隔モータ駆動-2017

    • Author(s)
      秋田武蔵、錦見祥平、小林和真、池俣吉人、佐野明人
    • Organizer
      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 空気抵抗を考慮したヒト走行の簡易モデルの構築2017

    • Author(s)
      池俣吉人、佐野明人
    • Organizer
      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト走行の簡易モデルから導かれる極速走行とその実現可能性2016

    • Author(s)
      池俣吉人,佐野明人
    • Organizer
      第17回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2016-12-15
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 歩行・走行現象と人工暗黙知2016

    • Author(s)
      佐野明人,池俣吉人
    • Organizer
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形市
    • Year and Date
      2016-09-07
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      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      http://rah.web.nitech.ac.jp/

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      http://drei.mech.nitech.ac.jp/~sano/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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