| 研究課題/領域番号 |
21K14124
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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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小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 電気通信大学 (2022-2023)
名古屋大学 (2021) |
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研究代表者 |
佐藤 隆紀 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (10883572)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 脚ロボット / 多関節筋 / 筋腱複合体 / 弾性機構 / 関節間協調 / 生物規範機構 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
動物の身体には，複数の関節にまたがる多関節筋と呼ばれる特徴的な筋が存在する．動物の運動中には多関節筋を介して関節間でエネルギーが移動し，安定した歩行から高速な走行や跳躍など，高度で高効率なロコモーションに重要な役割を果たしている．
本研究では，脚ロボットに動物の筋骨格特有の複数の関節をまたがって備わる筋・腱に着想を得た多関節筋規範機構を搭載した四脚ロボットを開発し，隣接の関節間，および体幹と四肢のような部位間での身体内力学的エネルギー遷移・伝搬に基づいて，全身を協調動作させるための運動制御方法を確立することで，四脚ロボットによる高度で多様なロコモーションの実現を目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究は，動物の複数関節をまたがる多関節筋による関節間エネルギー伝搬に着想を得た機構と制御による脚ロボットの運動性能向上を目的としている．後肢の二関節筋腱複合体の機能を規範とした脚機構を一脚ロボットに搭載し，跳躍能力を最大化する運動制御によって機構の効果を活用した跳躍運動を実現した．また，機構の伸縮状態に基づいて脚軌道を調整する歩容制御を開発し，高効率な四脚ロボット歩容の実現の可能性を示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
多関節筋は動物の身体の特徴的な構造の1つで，従来の脚ロボットの設計にはあまり見られないが，関節間でのエネルギー伝搬を可能にしたり，関節間の協調を生み出したりするなど，重要な役割を持つ．本研究で提案した機構と制御による成果は，動物の筋骨格を規範とした機構を脚ロボットに導入することで動物並みの運動性能を実現できる可能性を示唆しており，脚ロボットの活動範囲の拡張と実用化につながる可能性を持つ．
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