2020 Fiscal Year Annual Research Report
Musculoskeletal robotic walking simulator by rocker function
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18K10747
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
坂井 伸朗 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60346814)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | Human walking / Gait analysis / Musculockelstal system / Waking robot |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的はロッカーファンクションによるヒト歩行を再現しうる、実歩行可能な筋骨格型ロボット歩行シミュレータを開発することである。生体筋は高速軽量コンパクトであるため、前年度においてその特性を再現しうる高速軽量かつ力制御・力測定可能な小型ギヤボックスを開発したが、最終年度には当該モータを実機に実装した。どこにモータを配置するかは一つの課題であるが、これまでの大腿四頭筋、腓腹筋、膝後面単関節筋に加え、とくに足趾駆動用の筋を２関節筋として追加することで、まずは歩行時における足趾に加わる力の測定が可能となった。また、歩行開始は一つのテーマであり、これまでは実験者の補助により歩行開始させていたため、上手く歩行開始させる技術が必要でありそれも興味深いものであるが、一方実験結果に対してのばらつきも引き起こす可能性もある。これまでは骨盤前傾を防ぐことと歩行開始に適切に腰部に前方速度を与えていたが、筋骨格型歩行ロボットが自律して歩行開始するかどうかという問題に対して正面から取組んだ。なお、現状ではロボットは上体を持たないが、ロッカーファンクションのロコモータ・パッセンジャの考え方からは腰部の前後傾せずに歩行することが上体へ力を与えない意味でエネルギ消費的には望ましい。歩行開始を筋骨格型ロボット歩行シミュレータで検討した結果、腰部まで含め全高800mm程度の筐体に対し50mm程度の腰部後方移動を最初に加えることで歩行開始が可能であった。つまり、歩行開始において最初の後方重心移動が重要であることが確かめられた。このことはいささか自明であると思われるが、ではその他脚部のタイミングはどのように設定されており、その変化で歩行開始はどう変化するであろうか。それらの検討を行なうためのベースとなるシミュレータを構成することができたと考えている。
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