2022 Fiscal Year Annual Research Report
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21K17835
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
松谷 祐希 近畿大学, 工学部, 講師 (80757120)
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2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 筋骨格構造 / 受動歩行 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
２０２２年度では、実験における筋骨格システムを対象とした筋内力フィードフォワード位置制御法で、高精度な位置決めを実現するため、プーリモデルと非プーリモデルの特徴を併せ持った関節構造を構築した。まず、筋骨格構造のモデル化方法にはプーリモデルと非プーリモデルがあり、プーリモデルは筋肉がプーリの表面を沿うように変化する。そのため、筋肉のモーメントアームはプーリ半径となり、常に一定となる。一方、非プーリモデルは筋肉が直線的に変化すると仮定しており、筋肉を関節周辺の骨格に固定している。そのため、関節角度に応じて筋肉のモーメントアームを変化させることができる。そこで、関節角度とモーメントアームの関係を基に、関節角度に応じてモーメントアームが変化する関節構造を設計し、３Dプリンタで非円形プーリの関節構造を構築した。そして、構築した関節構造を有する筋骨格システムを製作し、基礎実験を行った。基礎実験の結果より、運動がセンサレスで目標位置に収束することを確認した。また、従来の筋骨格システムと同じ制御入力で振動が生じたことより、提案する関節構造を利用することで実験機の摩擦が減少できることが示唆された。この研究成果を国内学会で発表している。
次に、リンクの物理パラメータを変更可能な受動歩行ロボットを提案し、実験を行った。提案するロボットは、おもりパーツをブロックのように付け替えることが可能であり、質量、重心位置、慣性モーメントを変更することができる。この実験結果より、提案するロボットの有効性が示唆された．しかし、リンクパラメータ変更後に歩行する条件を試行錯誤的に求めることは現実的ではなく、このモデルのシミュレーションとの関係が重要であることが確認された。この研究成果を国内学会での発表を予定している。
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