• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

内力制御と励振に基づく大自由度柔軟移動ロボットの制御系設計論の確立

Research Project

Project/Area Number 17J00601
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Dynamics/Control
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

増田 容一  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsソフトロボティクス / 無脳ロボット / 無脳制御 / 自律分散制御 / 脚歩行 / 蠕動 / 筋骨格系 / 蛇行 / 這行
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は,励振と内力制御に基づいて,大自由度かつ柔軟な身体をもつ移動体の設計論を構築することである.申請者の昨年度の研究では,柔軟大自由度ロボットの設計論構築において重要なキー技術となる,とある新たな現象を発見した.すなわち「アクチュエータに内在する電気的受動特性を活用した運動パターンの生成現象」である.本現象では,センサやコントローラ・マイクロプロセッサの類を一切もたないロボットが,自然界の動物にみられる運動パターンを能動的に生成し,かつ状況に応じて運動パターンを適応的に選択するという驚くべき実験結果が得られた.これをうけた本年度の研究では,新現象の適用範囲の調査および理論的・数値的な解析を行った.これら成果により,「弱さの制御原理」を用いて大自由度かつ柔軟な身体をもつ移動体の設計論を構築するための初期調査が達成された.
さらに,発見した新現象とその解析結果から着想を得て,本研究の目的である,大自由度かつ柔軟な身体をもつ移動体のための新しい分散型制御法を開発した.本制御法は,動物に備わる伸長反射機能に着想を得ており,ロボットの身体モデルを用いることなく大振幅の全身運動を生成することができる.
また,上記で提案した分散型制御法と,動物に備わる生理的な機能との対応付けを行うことで,動物の運動生成原理の説明を試みている.本年度中に採択された学術誌(発表1-1)では,我々動物が数多もつ筋制御系のダイナミクス(今回は特に伸長反射系)が,動物の周期運動の生成・同期において重要な役割をもつことを数理的に示した.具体的には,筋-神経の相互作用モデルを非線形制御理論におけるルーリエ系の理論を用いた解析を行った.さらに,筋骨格アームモデルを用いたシミュレーションでは,複数の筋モデルが互いに協調・同期することで,アームモデル全体の共振モードが生成されることを示した.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (32 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results) Remarks (5 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Muscles excite and synchronize themselves through body dynamics2019

    • Author(s)
      Masuda Yoichi、Sugimoto Yasuhiro、Ishikawa Masato
    • Journal Title

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      Volume: 10 Issue: 2 Pages: 116-130

    • DOI

      10.1587/nolta.10.116

    • NAID

      130007622306

    • ISSN
      2185-4106
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] On Stabilization Mechanism of a Hopping Robot Utilizing Weakness of Actuator2019

    • Author(s)
      TANAKA Satsuki、MASUDA Yoichi、ISHIKAWA Masato
    • Journal Title

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers

      Volume: 55 Issue: 4 Pages: 305-312

    • DOI

      10.9746/sicetr.55.305

    • NAID

      130007633080

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simple Reflex Controller for Decentralized Motor Coordination Based on Resonant Oscillation2018

    • Author(s)
      Masuda Yoichi、Ishikawa Masato
    • Journal Title

      Robotics

      Volume: 7 Issue: 2 Pages: 23-23

    • DOI

      10.3390/robotics7020023

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Simplified Triped Robot for Analysis of Three-Dimensional Gait Generation2017

    • Author(s)
      Masuda Yoichi、Graduate School of Engineering, Osaka University、Ishikawa Masato
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 29 Issue: 3 Pages: 528-535

    • DOI

      10.20965/jrm.2017.p0528

    • NAID

      130007519948

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • Year and Date
      2017-06-20
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 白身魚の筋原繊維タンパク質を原料としたソフトロボット材料の試作2019

    • Author(s)
      増田,石川
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲルと形状記憶合金アクチュエータを用いたソフト移動ロボットの研究2019

    • Author(s)
      荒木,増田,石川
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 星形転がり移動ロボットの環境適応制御2019

    • Author(s)
      中, 増田,石川
    • Organizer
      第31回自律分散システムシンポジウム(DAS2019)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 弾性脊椎を活用した無脳四脚ロボットの歩容生成2019

    • Author(s)
      柳林, 増田,石川
    • Organizer
      第31回自律分散システムシンポジウム(DAS2019)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Weak DC Motors Generate Earthworm Locomotion without a Brain2018

    • Author(s)
      Y. Masuda, M. Ishikawa, A. Ishiguro
    • Organizer
      The International Conference on Biomimetic and Biohybrid Systems (Living Machine)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自己相似性から着想を得た脚ロボット Martian fractal の開発2018

    • Author(s)
      重吉,末岡,増田,石川,大須賀
    • Organizer
      第19回システムインテグレーション部門講演会(SI2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] コントローラをもたない無脳6脚ロボットの適応的運動生成2018

    • Author(s)
      増田,浪花,石川,大須賀
    • Organizer
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI’18)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 腹足モデルに基づくカタツムリの這行ロコモーションの解析2018

    • Author(s)
      藤田,増田,石川
    • Organizer
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI’18)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] コントローラをもたない無脳三脚ロボットの適応的運動生成2018

    • Author(s)
      増田,石川
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 脚ごとに独立したCPG をもつ多脚移動ロボットモジュール2018

    • Author(s)
      徳田,前岡,増田,石川,大須賀
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] コントローラをもたない無脳ヘビ型ロボットの適応的運動生成2018

    • Author(s)
      増田,石川,石黒
    • Organizer
      第30回自律分散システムシンポジウム(DAS2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 腹足モデルに基づくカタツムリの這行ロコモーションの解析2018

    • Author(s)
      藤田,増田,石川
    • Organizer
      第62 回システム制御情報学会研究発表講演会(SCI ’18)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] コントローラをもたない無脳6脚ロボットの適応的運動生成2018

    • Author(s)
      増田,浪花,石川,大須賀
    • Organizer
      第62 回システム制御情報学会研究発表講演会(SCI ’18)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] コントローラをもたない無脳三脚ロボットの適応的運動生成2018

    • Author(s)
      増田,石川
    • Organizer
      日本機械学 会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 脚ごとに独立したCPG をもつ多脚移動 ロボットモジュール2018

    • Author(s)
      徳田,前岡,増田,石川,大須賀
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] アクチュエータの「弱さ」を利用した跳躍ロボットの非線形力学解析2017

    • Author(s)
      田中,増田,石川
    • Organizer
      第18回システムインテグレーション部門講演会(SI2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] LigamentalJoint: A Tough and Ultra-lightweight Revolute Joint.2017

    • Author(s)
      Y. Masuda, M. Ishikawa
    • Organizer
      Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a Deformation-driven Rolling Robot with a Soft Outer Shell2017

    • Author(s)
      Y. Masuda, M. Ishikawa
    • Organizer
      IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Muscles Excite and Synchronize Themselves through Their Intrinsic Dynamics.2017

    • Author(s)
      Y. Masuda, M. Ishikawa
    • Organizer
      The 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Actuator Synchronization for Adaptive Motion Generation without Any Sensor or Microprocessor2017

    • Author(s)
      Y. Masuda, Y. Minami, M. Ishikawa
    • Organizer
      Asian Control Conference (ASCC2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Weak Actuators Generate Adaptive Animal Gaits without a Brain2017

    • Author(s)
      Y. Masuda, K. Naniwa, M. Ishikawa, and K. Osuka
    • Organizer
      IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Weak Actuators Generate Versatile Locomotion Patterns without a Brain2017

    • Author(s)
      K. Naniwa, Y. Masuda, M. Ishikawa, K. Osuka
    • Organizer
      IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 増田容一 プロフィール

    • URL

      http://ishikawa-lab.sakura.ne.jp/yoichi/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] IEEE spectrum 4脚歩行ロボットの記事

    • URL

      https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/robotics-hardware/weak-brainless-quadruped-robot-autonomously-generates-gaits

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] IEEE spectrum 3脚歩行ロボットの記事

    • URL

      https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/robotics-hardware/martian-inspired-tripod-walking-robot-generates-its-own-gaits

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] GIZMODO 柔軟転がりロボットの記事

    • URL

      https://gizmodo.com/could-this-squishy-robot-be-the-future-of-robotics-1797673408

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] GIZMODO JAPAN 柔軟転がりロボットの記事

    • URL

      https://www.gizmodo.jp/2017/08/deformation-driven-rolling-robot.html

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 関節機構2017

    • Inventor(s)
      増田容一,石川将人
    • Industrial Property Rights Holder
      増田容一,石川将人
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi