2015 Fiscal Year Research-status Report
筋骨格ヒューマノイドのための人工筋紡錘の開発と局所的反射の実現
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15K12118
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
細田 耕 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (10252610)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池本 周平 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00588353)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 人工筋 / 人工筋紡錘 / 局所的反射 / 筋骨格ヒューマノイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の研究実績は以下のとおりである．
（１）人工筋紡錘実装のためのセンサ素子
人間の筋紡錘に関する生理学的知見に基づいて，人工筋紡錘を開発するためには，空気圧人工筋の長さと相関する情報を取得するためのセンサ素子が必要である．研究計画では，高分子材料による誘電効果を用いたセンサを使用する予定であったが，性能と実装に関して問題点があり，磁気式のセンサ素子を用いることとした．磁石と磁気センサは，人工筋の根元に取り付けられ，長さと相関する情報をきわめて短い時間遅れで取得できるほか，力学的な干渉がないために，人工筋の特性を変化させることもないという特徴を持つ．実際に人工筋に，この磁気センサを実装し，実験によってセンサからの出力と人工筋の長さの相関を，調査，神経パルスをエミュレートするために必要な性能があるかどうかを調べた．
（２）人工筋紡錘実装のための局所的計算基盤
磁気センサから得られた情報をもとに，生理学的に得られているような神経パルスを発生させるためには，一定の計算処理が必要となる．これまでのロボティクスでは，センサの信号をいったん中央，あるいは数個のハブに集め，そこで情報処理することで，センサの局所的処理を行っていた．本研究では，より生物に近い情報処理を目指し，各人工筋から得られる出力自体を，神経パルスをエミュレートしたものとするため，人工筋ごとに局所的計算をするための小型の処理装置を開発し，磁気センサから得られた情報をその場で処理，生物が発生するような神経パルスをエミュレートすることができる基盤を開発した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では，誘電型センサを用いて人工筋紡錘を試作する予定であったが，誘電型の素子が予想以上に安定して使用できないことが分かったので，急遽磁力センサを使う構成に変更した．このような変更にかかわらず，当初の予定通り，長さとセンサの読み取り値との相関値を計測することができ，しかも，これらの信号を局所的に処理する組込みシステムまで本年度で開発することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
2016年度は，開発した人工筋紡錘を用いて，局所的な反射を実装し，ロボットアームの制御アーキテクチャにどのような影響を与えるかを調査する．
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| Causes of Carryover |
本年度は，使用予定であったセンサが性能に問題があり使えず，磁力センサを用いて人工筋紡錘を試作したため，当初予定していた物品の購入を控えた．そのために，主に物品費について予定を大幅に下回った．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は，ロボットアームの試作を予定しており，かなりの物品費の支出が見込まれる．この試作に，本予算を充てる予定である．
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