2015 Fiscal Year Annual Research Report
受動的力学機序を活かしたヒト規範型歩行・走行ロボットの開発
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25289061
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐野 明人 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80196295)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池俣 吉人 帝京大学, 理工学部, 講師 (70467356)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 受動歩行 / 受動走行 / 力学機序 / ヒト規範型 / ロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，受動的な力学機序（力学メカニズム）を活かし，ヒト歩容を規範とした歩行・走行ロボットを開発することを目的とし，最終的にヒトっぽい歩行から脱却し，格段にヒトに近い歩行・走行を達成する．特に，次のようなヒト固有の特徴に着目している．(1)瞬間的でない脚の切換え現象，(2)着地前の支持脚の倒れ込み抑制と遊脚大腿部の姿勢保持，(3)骨盤の回旋運動と効率的な蹴り動作，(4)効率的なエネルギー供給と利用．
本年度，歩行では，足部機構を独自開発し，よりヒトに近い歩行を実現した．まず，ヒトの拇指球・小指球に相当する箇所に弾性体を取り付け，ワイヤ張力を利用して弾性体の剛性を変化させ，踏ん張り動作を実現した．その結果，拇指球弾性体により前傾の抑制効果が現れると同時に，膝折れの抑制効果も見られた[(1),(2)]．また，足首ロール軸周りの自由度凍結を解除し，弾性体ウレタンシートを配置した．その結果，左右方向の揺動が抑えられ，センタを維持し続けようとする現象が見られた．なお，実験的研究だけでは限界があり，モデルによる解析が重要となる．そこで，3Dリムレスホイールの運動を2次元運動に分けてモデル化するのではなく，3次元運動としてモデル化し，脚運動および脚の切換え現象を確認した．また，3次元歩行機および平地歩行機を機構的にインテグレーションする道筋を付けた．
走行では，まず，伸張反射を有する手動型の足部ワイヤ駆動機構により，効率的にスロープ面を蹴ることが可能となった[(3),(4)]．また，ワイヤ拘束機構（受動的力学機序）により，上体鉛直保持，脚の振り出し抑制・着地時膝伸展保持，さらに両脚連動を同時に実現することで，極めてヒトに近いインパクトのある走行を達成した．以上のことから，将来の能動化に向けての基本的な設計指針が明確にできた．
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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