| 研究課題/領域番号 |
21H03523
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分61050:知能ロボティクス関連
|
|---|
| 研究機関 | 中京大学 |
|---|
研究代表者 |
木野 仁 中京大学, 工学部, 教授 (50293816)
|
|---|
| 研究分担者 |
槇田 諭 福岡工業大学, 工学部, 准教授 (60580868)
石原 彰人 中京大学, 工学部, 教授 (80387620)
田原 健二 九州大学, 工学研究院, 教授 (80392033)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
|
|---|
| キーワード | 生体構造 / 筋骨格ポテンシャル / バイオミメティクス / ロボット / 生体システム / 運動生成 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
柔軟・器用なロボットの完成には，人間と同数の柔軟な人工筋を持つ超多筋骨格システムの実現が重要となる．この際，複雑な筋骨格構造と筋肉の柔軟性，中枢神経系からの信号処理の3つを包括的に考慮し，調和させる必要がある．本申請では高機能材料を人工筋として用いた超多筋骨格システムに対し，生体規範の姿勢制御法を導入する．そして，筋骨格構造・ 筋肉柔軟性・信号処理を融合・調和したソフトロボティクスに挑戦する．
|
| 研究実績の概要 |
従来の筋骨格ポテンシャル法では，生体の筋肉の粘弾性や中枢神経系の詳細モデルを全く考慮していないため，単なる位置制御に留まり，柔軟さや器用さに直結するインピーダンス制御や可操作性，操作力性などは考慮されていなかった． また，従来研究では関節数が1～2程度のシステムを対象としており，人体と同様の構造を持つ超多筋骨格システムに対しての有効性は不明である．特に，筋肉の張力の組み合わせは不良設定問題（ベルンシュタイン問題）となるため．超多筋骨格の筋骨格ポテンシャル法においても適切な筋内力の分配方法が不明であった． これらの課題に対し，以下の研究を実施した．さらにこれらの研究について，査読付き英語論文．国内学会発表にまとめた．
・筋肉の粘弾性にHillモデル導入し，筋張力を筋の活性度として入力する拡張された筋骨格ポテンシャル法の基礎解析を行った．
・人体の筋配置を精密に再現した筋骨格シミュレータ（デジタルヒューマン）として『OpenSim』を用いて，筋骨格ポテンシャル法を適用するための，基礎的なデータを収集した．
・実験機の作成を想定して，PC関係・計測器関係・アクチュエータ関係の基礎的な設定を調査した．
・また，筋骨格ポテンシャル法は基本的にはPTP制御のみに適用されたが，それを経路制御が可能なように，目標経路から目標のポテンシャルを生成し，そのポテンシャル場を実現する方法を非線形系計画法などで検討した．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
初年度（2021年度）は理論解析（中枢神経系のモデル化およびシミュレーションによる有用性の確認）などで，ポスドクを採用する予定であったが，採用予定のポスドクが辞退したため，年内にポスドクを採用することが出来ず，理論解析の進捗に遅れが発生した．
|
| 今後の研究の推進方策 |
2022年度からは新規のポスドクを採用することで，遅れている理論解析に注力する．また，2021年度には研究代表者の研究室における卒業研究生の配属が0人であったが，2022年度からは卒業研究生が8名程度配属されるため，そのうちの3名程度の卒研生の卒業研究のテーマにも絡め，学生への研究指導を通じて，研究を推進していく．
|
