2014 Fiscal Year Annual Research Report
三次元歩行解析に基づく２足歩行ロボットの運動制御系モデル構築と福祉用具の定量評価
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24360099
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
高西 淳夫 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50179462)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 憲玉 神奈川大学, 工学部, 教授 (10318769)
橋本 健二 早稲田大学, 理工学術院, 講師 (10449340)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ロボティクス / ヒューマノイド / ２足歩行 / 歩行解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，三次元歩行解析に基づき人間の運動制御系をモデル化し，外見だけでなく制御の点からも人体運動が模擬可能な２足ヒューマノイドロボットを開発することを目的としている．平成26年度は，以下の2点について研究を推進した．
１．踵接地・爪先離地歩行が可能なオンライン歩行パターン生成法の開発：従来のオンライン歩行パターン生成法は，踵から着地し，爪先から離れるというヒト特有の歩行に対応ができなかった．そこで，歩容を「踵接地－足底接地」「足底接地－踵離地」「踵離地－遊脚期」の3つに分割し，それぞれの区間のロボットの動きを倒立振子でモデル化することで，踵接地・爪先離地歩行が可能なオンライン歩行パターン生成法を開発した．シミュレーションと実機での実験を通して，その有効性を確認した．
２．着靴可能な人間形足部機構の開発と各機械的特性が歩行に与える影響の調査：ヒト足部のアーチ構造と足裏の皮膚の機械的特性を模擬し，着靴が可能な足部機構を開発した．アーチ構造を回転ばね・ダンパ系でモデル化し，ヒト足部の皮膚を圧縮方向とせん断方向に弾性をもつ弾性体としてモデル化した．アーチ構造の弾性の模擬は，高さの異なる2種類のばねを並列に用いることで実現した．足底の機械的特性に関しては，せん断弾性特性に関する先行研究を見つけることができなかったため，専用の測定装置を開発し，足裏のせん断弾性測定実験を行い，目標値を11.2N/mmと定めた．最終的に，厚み8mmの人肌ゲル（超軟質ウレタン造形用樹脂）を用いて，皮膚の機械的特性の模擬を実現した．さらに，靴が歩行に与える影響を調査できるように，開発した足部機構は靴を履けるような形状になっている．２足ヒューマノイドロボット実機での実験を通して，アーチ構造や皮膚，靴が歩行に与える影響を検証した．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Leg with Rotational Joint That Mimics Elastic Characteristics of Human Leg in Running Stance Phase2014
Author(s)
Takuya Otani, Thomas George, Kazuhiro Uryu, Masaaki Yahara, Akihiro Iizuka, Shinya Hamamoto, Shunsuke Miyamae, Kenji Hashimoto, Matthieu Destephe, Masanori Sakaguchi, Yasuo Kawakami, Hun-ok Lim and Atsuo Takanishi
Organizer
14th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
Place of Presentation
Madrid, Spain
Year and Date
2014-11-18 – 2014-11-20
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