2015 Fiscal Year Research-status Report
歩行機の振動特性を巧みに利用した適応力の高い3次元2足動歩行の実現
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26420215
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
衣笠 哲也 岡山理科大学, 工学部, 教授 (20321474)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 浩治 岡山理科大学, 工学部, 教授 (00254433)
栗栖 正充 東京電機大学, 工学部, 教授 (30287429)
奥川 雅之 愛知工業大学, 工学部, 准教授 (50290747)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 受動歩行に基づく２足歩行 / 感覚フィードバック |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生物が状況変化に対して身体的特性を巧く利用しながら適応することは知能の興味深い特徴の一つである．本研究の目的は，2足歩行動作において歩行機の身体特性の一つである振動特性を巧く利用し，かつ高い適応力を与えることにある．具体的には，これまでの研究成果である膝関節の周期的蹴り動作により身体特性に合わせて励起される3次元2足動歩行に対して，まず，感覚フィードバックを導入することで歩行機に環境適応力を与える．次に，従来研究ではできなかった歩行振動数を学習もしくは最適化することで歩行の獲得を目指す．また，得られた制御系が状況や身体特性の変化に対して適応力を持つかどうか評価する．
【目標1: 周波数応答特性および歩行モードの解析】まず，これまでに開発してきた歩行機RW04に6軸FTセンサ（ニッタ，既存設備）を導入し，接地感覚情報を取得可能となるように改良を施した．このFTセンサを用いて受動歩行機で確認された歩行中における足裏圧力中心点の軌跡が人と同様に８の字を描くことを確認した．さらに，これまでに得られた膝の周期入力に対する歩幅の増幅率である歩行ゲイン特性に加え，位相特性を明らかにした．2015年度は，昨年度破損したFTセンサに変えて，感覚フィードバックを実現するために圧力センサを導入した新しい歩行機RW05を実現し，膝の伸縮による２足歩行を実現した．
【目標2: 歩行中の姿勢取得可能な新たな歩行機の設計製作】2014年度は感覚フィードバックを用いたCPG手法の導入にあたって必要となる歩行機の姿勢をはじめとした状態取得のために小型慣性計測装置を実装した新しい３次元２足歩行機RW05を設計製作した．また，このRW05にRW04同様の膝振動を与えることで２足歩行動作を実現した．2015年度はさらにこのRW05に故障したFTセンサの代替センサとして圧力センサを導入すると共に２足歩行を実現した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2014年度終わりに発生したFTセンサの故障は最終的に修理不可能という結論に至ったため，足裏の接地情報を取得する新しい圧力センサの導入を試みた．修理の可否の確認や新たなセンサの選定，導入などに今年度の大半を費やすことになったため遅れが生じている．
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| Strategy for Future Research Activity |
2015年度末に圧力センサの動作確認を完了すると共に，このセンサを実装した状態での２足歩行が実現できた．したがって，2016年度の早い時期に感覚フィードバックを導入した歩行実験を行い，適応的性質の評価を行う予定である．
さらに，バックドライバビリティの高いDDモータを股関節に導入し， 得られることが期待される適応的性質に基づいて，より歩幅が大きく動的要素の強い２足歩行を実現する．
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| Causes of Carryover |
２７年度に修理をこころみた力覚センサについて，メーカーから修理が不可能であるとの回答を得た．その結果，修理に充当する予算が次年度使用額として残った．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
２８年度において，成果発表および歩行機の修正などのための消耗品として使用する．
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