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筋骨格構造のメカニズムに基づく運動生成法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 21K17835
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61050:知能ロボティクス関連
研究機関近畿大学

研究代表者

松谷 祐希  近畿大学, 工学部, 講師 (80757120)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
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)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード筋骨格構造 / 受動歩行 / フィードフォワード制御
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は,人間の身体構造である筋骨格構造のメカニズムを解析し,筋骨格構造特有のメカニズムと巧みな運動の関係性を明らかにすることである.申請者は,先行研究で運動の収束性が筋骨格構造に関係していることを示している.このとき,運動中に筋肉のモーメントアームが姿勢に応じて変化しており,力学的な観点から見ると,筋骨格構造は姿勢に応じて内部が変化する構造であると言える.そこで,筋肉のモーメントアーム,関節に巻き付くことで変化する筋肉の配置の観点から筋骨格構造を解析し,筋骨格構造特有のメカニズムと運動特性の関係性を明らかにする.

研究成果の概要

本研究の目的は,人間の身体構造である筋骨格構造のメカニズムを解析し,筋骨格構造特有のメカニズムと巧みな運動の関係性を明らかにすることである.本研究では,筋内力フィードフォワード制御法における任意ベクトルを利用した手先軌道の整形法を提案し,その有効性をシミュレーション結果より示した.また,プーリモデルと非プーリモデルの特徴を併せ持つ関節構造を提案した.さらに,リンクの物理パラメータを変更可能な受動歩行ロボットを提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は,筋骨格構造特有のメカニズムを利用することで,複雑な実時間計算や正確な物理パラメータなどを必要とせず,筋骨格型ロボットで巧みな運動を実現することが可能であり,筋骨格型ロボットの実用化に向けた必要な技術である.また,本研究の成果は筋骨格型ロボットの基盤技術となり,実現したい運動に適した筋骨格構造の設計法の確立や,筋骨格構造特有のメカニズムに基づいた運動生成法の確立に役立てることができる.

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 2021

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) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Simulation Evaluation for Methods Used to Determine Muscular Internal Force Based on Joint Stiffness Using Muscular Internal Force Feedforward Controller for Musculoskeletal System2021

    • 著者名/発表者名
      Matsutani Yuki、Tahara Kenji、Kino Hitoshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Robotics and AI

      巻: 8 ページ: 699792-699792

    • DOI

      10.3389/frobt.2021.699792

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 角度に応じてモーメントアームが変化する関節を有する筋骨格システム2022

    • 著者名/発表者名
      松谷祐希, 田原健二, 木野仁
    • 学会等名
      第23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論文集
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-01-30  

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