2020 Fiscal Year Research-status Report
「駆動・計測・制御」三位一体のメカニカル反射デバイスで実現する運動知能の超分散化
| Project/Area Number |
20K14695
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
増田 容一 大阪大学, 工学研究科, 助教 (70849760)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | ロボット制御 / 反射 / 神経生理学 / 筋骨格ロボット / 空気圧 / 人工筋肉 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではセンサやマイコンを一切用いない機械式の反射デバイスをロボット各部に埋め込むことで，走行フォーム等の運動を創発する新たなロボット設計論の構築を行う．
本年度の主要な成果の１つとして，従来までに開発した人工筋肉および人工受容器に加えて，人工神経デバイスと呼ぶ新たな反射デバイスを開発した．本デバイスは，ロボットが環境から受ける力刺激や，他の人工筋肉の活性化度合に応じて，ロボット内を流れる空気圧力を調整する機能をもつ．本デバイスを用いた新たな筋骨格ロボットでは，拮抗筋を含む両足８本の人工筋肉を協調的に動かすことに成功した．本成果は，ロボット工学分野におけるトップジャーナルの１つであるIROS2020に採択された[1]．
[1] Y. Masuda, K. Miyashita, K. Yamagishi, M. Ishikawa, and K. Hosoda, “Brainless Running: A Quasi-quadruped Robot with Decentralized Spinal Reflexes by Solely Mechanical Devices. ’’ IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 2020.
２つめの成果は，連続的な力制御が可能な新たな受容器デバイス[2]の開発である．従来の受容器デバイスは外力の有無に応じた離散的な空気圧力のON/OFFしかできなかったが，新たなデバイスを用いることで，連続的な外力の変化を，連続的な空気圧力に変換することが可能になった．本成果は，今後試みる筋骨格ロボットのバランス制御などに活用する予定である．
[2] 増田，宮下，石川「 バルブでつくるロボットの神経基盤 第二報:連続的な外力フィードバックが可能な受容器デバイスの開発 」33回自律分散システムシンポジウム，2B2-02 ，32回自律分散システムシンポジウム（DAS2021），2B2-3，オンライン上，2021.
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究ではセンサやマイコンを一切用いない機械式の反射デバイスをロボット各部に埋め込むことで，走行フォーム等の運動を創発する新たなロボット設計論の構築を行う．
本年度は，ロボットの基本要素となる反射デバイスの開発を行った．これらデバイスは，従来のマイコンレス空気圧制御においてボトルネックとなっていた，制御系設計の自由度を大幅に拡幅するものである．
具体的には，従来までに開発した人工筋肉および人工受容器に加えて，人工神経デバイスと呼ぶ新たな反射デバイスを開発した．本デバイスは，ロボットが環境から受ける力刺激や，他の人工筋肉の活性化度合に応じて，ロボット内を流れる空気圧力を調整する機能をもつ．本デバイスを用いた新たな筋骨格ロボットでは，拮抗筋を含む両足８本の人工筋肉を協調的に動かすことに成功した．
２つめの成果は，連続的な力制御が可能な新たな受容器デバイスの開発である．従来の受容器デバイスは外力の有無に応じた離散的な空気圧力のON/OFFしかできなかったが，新たなデバイスを用いることで，連続的な外力の変化を，連続的な空気圧力に変換することが可能になった．本成果は，今後試みる筋骨格ロボットのバランス制御などに活用する予定である．
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は，新たに開発したマイコンレス反射デバイスを活用することで，より高度かつ多岐に渡るマイコンレスの制御タスクに取り組む予定である．
|
