2021 Fiscal Year Annual Research Report
Super multi-musculoskeletal soft robotics that combines musculoskeletal potential method and soft actuator
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21H03523
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| Research Institution | Chukyo University |
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Principal Investigator |
木野 仁 中京大学, 工学部, 教授 (50293816)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
槇田 諭 福岡工業大学, 工学部, 准教授 (60580868)
石原 彰人 中京大学, 工学部, 教授 (80387620)
田原 健二 九州大学, 工学研究院, 教授 (80392033)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 生体システム / 運動生成 / バイオミメティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来の筋骨格ポテンシャル法では，生体の筋肉の粘弾性や中枢神経系の詳細モデルを全く考慮していないため，単なる位置制御に留まり，柔軟さや器用さに直結するインピーダンス制御や可操作性，操作力性などは考慮されていなかった． また，従来研究では関節数が1～2程度のシステムを対象としており，人体と同様の構造を持つ超多筋骨格システムに対しての有効性は不明である．特に，筋肉の張力の組み合わせは不良設定問題（ベルンシュタイン問題）となるため．超多筋骨格の筋骨格ポテンシャル法においても適切な筋内力の分配方法が不明であった． これらの課題に対し，以下の研究を実施した．さらにこれらの研究について，査読付き英語論文．国内学会発表にまとめた．
・筋肉の粘弾性にHillモデル導入し，筋張力を筋の活性度として入力する拡張された筋骨格ポテンシャル法の基礎解析を行った．
・人体の筋配置を精密に再現した筋骨格シミュレータ（デジタルヒューマン）として『OpenSim』を用いて，筋骨格ポテンシャル法を適用するための，基礎的なデータを収集した．
・実験機の作成を想定して，PC関係・計測器関係・アクチュエータ関係の基礎的な設定を調査した．
・また，筋骨格ポテンシャル法は基本的にはPTP制御のみに適用されたが，それを経路制御が可能なように，目標経路から目標のポテンシャルを生成し，そのポテンシャル場を実現する方法を非線形系計画法などで検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度（2021年度）は理論解析（中枢神経系のモデル化およびシミュレーションによる有用性の確認）などで，ポスドクを採用する予定であったが，採用予定のポスドクが辞退したため，年内にポスドクを採用することが出来ず，理論解析の進捗に遅れが発生した．
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度からは新規のポスドクを採用することで，遅れている理論解析に注力する．また，2021年度には研究代表者の研究室における卒業研究生の配属が0人であったが，2022年度からは卒業研究生が8名程度配属されるため，そのうちの3名程度の卒研生の卒業研究のテーマにも絡め，学生への研究指導を通じて，研究を推進していく．
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