| 研究課題/領域番号 |
18K13718
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 松江工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
中西 大輔 松江工業高等専門学校, 電子制御工学科, 助教 (00806086)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 空気圧人工筋肉 / 筋骨格ロボット / 安定性解析 / 自律分散協調制御 / 筋骨格系 / 脚先軌道制御 / 自律協調制御 / 拮抗筋 / 張力センサ / 二関節筋 / 立位安定性 / ソフトロボティクス |
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| 研究成果の概要 |
本研究では「筋骨格系を模したロボットはなぜダイナミックな運動を安定に生成可能であるか」を「数理的に解明する」ことを通じて，人に代表される筋骨格生物の運動メカニズムを明らかにすることを目的とした．
研究の結果，筋肉および筋配置からなる筋骨格の力学的特性自身が安定化のメカニズムを有することを明らかにした．さらに，より自由度の高い脚モデルにおいては，各筋肉が適切な緊張を保つことで安定性が保たれることを定量的に導いた．また各筋肉の発揮張力に基づいた自律協調制御を提案し，自律的な周期運動の生成およびそのメカニズムの一部を解明した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
人間やそれを模した筋骨格ロボットは比較的簡単に歩行や跳躍といったダイナミックな運動が可能である一方で，「なぜ」そのようなことが可能であるかという数理的な理解は未だに十分ではない．本研究の意義はそのギャップを埋めることにある．本研究成果は脚モデルが安定になるための条件を解析的に導いている．これは生物の筋骨格がなぜそのような設計になっているかを理解する上で重要であり，また筋骨格ロボットの設計や制御においても定量的な指標を与えるものである．また自律制御に関する結果は，筋骨格をどのように制御するかを考察する上で有益である．
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