| 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 |
完了 (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 | 生体システム / バイオミメティクス / 運動生成 / 生体構造 / 筋骨格ポテンシャル / ロボット |
|---|
| 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．
|
| 研究成果の概要 |
本研究では，筋骨格ポテンシャル法を拡張して，筋骨格構造・筋肉の柔軟性・中枢神経系からの信号処理の3つを調和した超多筋骨格システムを持つソフトロボットを実現させることを目指した．具体的には筋肉の粘弾性モデル導入し，筋張力を筋の活性度として入力するシステムのモデル化を行った．また，多関節筋を持つシステムに対する数学解析を行い，筋肉の満たす条件を明らかにした．人体構造を高精度に再現したデジタルヒューマンにおいて，上腕の姿勢制御の解析を行い，本手法の有用性をデジタルヒューマンで確認した．さらに，シューティング法を拡張し，繰返し試行によって軌道生成を行う手法の提案し，有効性を確認した．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超多筋骨格システムに対し，筋骨格の構造特性と筋肉の柔軟性，中枢神経系からの信号処理という3つを調和した運動生成法の基幹として筋骨格ポテンシャル法の有効範囲を大きく広げた点は大きな意味を持つ．具体的な学術的意義は，超多自由度システムに対する有効性を示したこと，筋肉の粘弾性を考慮した生物に近いシステムへの有用性を示したこと，人間の動作生成に類似する繰り返し学習制御による動作生成が実現できたことは，次世代の超多筋骨格ヒューマノイドロボットの運動生成に応用でき，人間のように柔軟・器用な新しいロボットシステムを創造できる．また，内骨格生物を模倣したバイオミメティクス分野の機械設計や制御設計に応用できる．
|
