体内循環系により新陳代謝する適応型ヒューマノイド構成法に関する研究

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K14937
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 浅野 悠紀 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (40783080)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 循環 / ヒューマノイド / 筋アクチュエータモジュール / ポンプ機能

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，自身の運動や環境変化に応じて身体を適応させていく適応型ヒューマノイドの構成法を明らかにすることを目的としており，今年度は体内循環系を構成するハードウェアとして，体内におけるポンプ機能の実装についての検討と研究開発を進めた．人体における循環のポンプ機能は，心臓に加え全身の筋が収縮弛緩に伴い血液を送り出すことによって成り立っており，このように筋がポンプ機能を兼ね備えている点に着目し，ヒューマノイドの筋アクチュエータにポンプ機能を持たせた分散型ポンプの構築に向けた研究開発として以下の２点を実施した．
（１）バネ一体型アクチュエータモジュールの設計開発：
これまでに使用してきた筋アクチュエータモジュールの構成を基本としつつ追加要素としてバネを搭載することで，駆動に伴うバネの圧縮をポンプ機能に利用するバネ一体型筋モジュールの設計開発を進めた．バネ要素は，長さや線径，弾性係数のパラメータ調整が可能なため，今後の評価によって適切なサイズやパラメータを選定していく．さらにケーブルを内部に格納するアセンブリ設計としたため外部に柔軟外装を付けるなどのカスタマイズも可能としている．
（２）関節駆動骨格の試験機制作：
最終的には要素単体だけでなくロボットシステムとして評価を行うため，その準備として関節駆動骨格の試験機を設計制作し，開発したバネ一体型筋モジュールによって関節の拮抗駆動制御を行い動作を確認した．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は，循環に着目したヒューマノイド要素技術開発として体内ポンプ機能の実装に取り組み，基本部分の設計を行い駆動動作を確認することが出来た．

Strategy for Future Research Activity

今後は，制作した要素の検証とロボットシステムとしての統合と性能評価を行う予定である．設計開発したバネ一体型筋モジュールの基本部分と溶液部を統合し，関節駆動における循環の評価検証を実施する．