2007 Fiscal Year Annual Research Report
脚式移動制御手法の統合と運動知能の機構と制御両面からの統一的理解
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19500166
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
木村 浩 The University of Electro-Communications, 大学院・情報システム学研究科, 准教授 (40192562)
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| Keywords | Leg Controller / 非振動子CPG / 姿勢制御と周期運動制御の統合 / 脚負荷情報 / 筋骨格系 / ステッピング・シミュレーション |
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| Research Abstract |
本年度は独自の脚制御器(Leg Controller, LC)を設計し、四足動物を模擬した筋骨格系と組み合わせて、後2脚モデルのステッピング運動をシミュレートした。その特徴は、「センサ情報に依存する姿勢制御」と「センサ情報に駆動される周期運動制御」の統合を目指して、局所フィードバックの結果として物理的な自励振動を発生させる、よりセンサ情報依存型の非振動子CPGを設計した点にある。
具体的には、LCは3つのパートからなる。それらは、Neural Phase Generator (NPG), Motor Output Shaping Stage (MOSS), Propulsive Force Control Module (PFCM)である。NPGの活動は制御する脚の現在の相を特徴づけている。NPGの活動の遷移はセンサ情報に大きく依存している。NPGへのフィードバックに用いられるセンサ情報は、Anterior Extreme Position (AEP), Posterior Extreme Position (PEP), Leg Loading (LL)と呼ばれるものであり、LLは脚への負荷として計測される。NPGの活動に関連づけられるのは、MOSS内のsynergies"と呼ばれるセットである。おのおののsynergyはフィードフォワードとフィードバックの要素を持つ。このような要素の出力は運動ニューロンで加算され、筋肉の活性度となる。PFCMは、上位中枢からの緊張性の単一入力に対して、推進力を調節するLCの蔀分である。
我々は、上位神経システムからの単一の緊張性入力の変化による、自律的な移動速度変化とステッピング・パターンの調整にも成功した。
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