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衝突を伴う運動を時間遅れ無しに安定化させる筋骨格構造の実現と機構メカニズムの理解

研究課題

研究課題/領域番号 16K06201
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関大阪工業大学

研究代表者

田熊 隆史  大阪工業大学, 工学部, 准教授 (40437372)

研究協力者 大前 伸悟  
山田 晃翼  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード流体駆動アクチュエータ / 跳躍運動 / 瓦礫移動 / 機構的な制御 / 脚ロボット / 流体駆動筋肉 / 機構による制御 / 人工筋肉 / 連続跳躍 / 筋駆動ロボット / 二関節筋 / 空気圧人工筋肉 / 跳躍ロボット / 多関節筋 / 知能ロボティックス / 機械力学・制御
研究成果の概要

本研究は跳躍や走行のように着地時に衝撃が生じる運動や,瓦礫の中の移動のように機体と障害物との衝突により衝撃が発生する運動を対象に,時間遅れの発生するフィードバック制御ではなく機構的に衝突に対処し,適切な運動を促す機構について研究を行った.跳躍ロボットでは空気圧人工筋肉の取り付け位置を調整することで着地時の姿勢や角度が多少異なっても転倒することなく着地できることを物理シミュレータと実機で示した.瓦礫移動では重心移動が可能な水駆動ロボットを試作し,隙間の移動と移動中に対象物の形状を推定可能であることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来ロボットを制御するにあたり,外部から加わる力に対しては計測と運動計画,実行をループとしたフィードバック制御により対処してきた.しかしこの枠組みは時間遅れが発生するため,瞬間的な対応が求められる衝突を含む運動には不向きであった.本研究では柔軟なアクチュエータを用いて時間遅れ無しに衝撃に対応し,更に衝撃を利用して望ましい運動を生成できる機構について研究した.得られた結果はロボットが衝突を伴う運動を実現するにあたり,その身体設計に大きな貢献になることが期待される.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Influence of trunk structure on posture transition from quadrupedalism to bipedalism2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Takuma, Wataru Kase
    • 雑誌名

      ROBOMECH Journal

      巻: 4-9 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40648-017-0078-2

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 水圧駆動ロボットによる大変形を伴う移動の実現2018

    • 著者名/発表者名
      濱地 京太郎,田熊 隆史
    • 学会等名
      平成28年度 計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 体幹及び腕を有する筋駆動二脚ロボットの運動計測2018

    • 著者名/発表者名
      西村 直輝, 田熊 隆史
    • 学会等名
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 駆動跳躍ロボットの着地運動における二関節筋配置の効果の検証2018

    • 著者名/発表者名
      大前 伸悟,田熊隆史,加瀬渡
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ソフトロボットのためのセンシング方法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      山田晃翼,釜井凌,田熊隆史
    • 学会等名
      平成30年電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 導電性シリコーンによる圧力センサの開発と評価2018

    • 著者名/発表者名
      松下侑樹,田熊隆史
    • 学会等名
      平成30年電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Locomotion of hydraulic amoeba-like robot utilizing transition of mass distribution2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Takuma and Kyotaro Hamachi
    • 学会等名
      15th International Conference on Intelligent Autonomous Systems IAS-15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Body design of tendon-driven jumping robot using single actuator and wire set2018

    • 著者名/発表者名
      T. Takuma, K. Takai, Y. Iwakiri and W. Kase
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Climbing and Walking Robots and Support Technologies for Mobile Machines (CLAWAR 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of electromotive amoeba-like hydraulic soft robot2018

    • 著者名/発表者名
      Takuma Takashi, Yamada Kosuke, Kamai Ryo
    • 学会等名
      International Conference on Artificial Intelligence and Application in Engineering and Technology (IICAIET) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Arrangement of biarticular muscles for robust landing of single-legged robot driven by antagonistic pneumatic actuators2018

    • 著者名/発表者名
      Omae Shingo、Takuma Takashi、Kase Wataru
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 筋駆動跳躍ロボットにおける適切な二関節筋配置の探索と検証2017

    • 著者名/発表者名
      山本真由,田熊隆史
    • 学会等名
      計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会 若手研究発表会
    • 発表場所
      大阪大学(吹田市)
    • 年月日
      2017-01-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of viscoelastic trunk mechanism with arm swinging in 3D bipedal locomotion2017

    • 著者名/発表者名
      R. Onishi, H. Oku, T. Takuma, W. Kase
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Climbing and Walking Robots and Support Technologies for Mobile Machines
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 筋駆動跳躍ロボットにおける適切な二関節筋配置の探索と検証2017

    • 著者名/発表者名
      山本 真由, 田熊 隆史
    • 学会等名
      平成28年度 計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ワイヤ駆動脚ロボットによる跳躍実現のための適切なワイヤ経由点配置2017

    • 著者名/発表者名
      田熊 隆史,岩切 勇貴,加瀬 渡
    • 学会等名
      ロボティクスメカトロニクス講演会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 二脚歩行ロボットにおける柔軟体幹機構および腕振り運動の効果2017

    • 著者名/発表者名
      大西 涼,田熊 隆史,加瀬 渡
    • 学会等名
      ロボティクスメカトロニクス講演会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 筋駆動脚ロボットの着地運動における二関節筋の効果2016

    • 著者名/発表者名
      田熊隆史, 山本真由
    • 学会等名
      第17回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2016-12-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Robust and directive quadruped locomotion on rough terrain without requiring sensing and actuation2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Takuma, Wataru Kase
    • 学会等名
      2016 IEEE Conference on Robotics and Biomimetics
    • 発表場所
      Shangri-La Hotel, Qingdao, China
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 四脚歩行ロボットの不整地踏破における生物規範型体幹機構の効果2016

    • 著者名/発表者名
      田熊 隆史, 村田 祥基, 加瀬 渡
    • 学会等名
      第37回バイオメカニズム学術講演会
    • 発表場所
      富山県立大学(射水市)
    • 年月日
      2016-11-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 四脚ロボットの不整地踏破における生物規範型体幹構造の効果2016

    • 著者名/発表者名
      田熊隆史, 福井恭斗, 瀬底友貴, 杉山真貴, 加瀬渡
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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