這行様ロコモーションに内在する位相・筋緊張が連関した自律分散制御則の解明

• 研究課題/領域番号: 22760310
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 制御工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 加納 剛史 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (80513069)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 自律分散制御 / ヘビ型ロボット / 位相制御・筋緊張制御 / ヘビ / 結合振動子 / ロボット / 生物ロコモーション

研究概要

生物の適応的ロコモーションは, 膨大な身体自由度の間に生み出される動きの位相的関係と筋力の空間的関係の双方が整合的に噛み合って実現されている.本研究では, 一次元状の単純な身体構造であるにも関わらず巧みな振る舞いを示すヘビをモデル生物として採り上げ, そのロコモーションに内在する自律分散制御則を明らかにすることを目的とした.まずヘビのロコモーションを記述する数理モデルを構築した.モデルの妥当性はシミュレーションにより検証した.さらに, ヘビ型ロボット実機を開発し, 実世界でのモデルの妥当性を明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Decentralized control scheme for effective coordination of phasic and tonic control in a snake-like robot (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahide Sato, Takeshi Kano, Akio Ishiguro
  • 雑誌名: Bioinspiration and Biomimetics 巻: 7 号: 1 ページ: 16005-16005
  • DOI: 10.1088/1748-3182/7/1/016005
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the Applicability of the Decentralized Control Mechanism Extracted from True Slime Mold-A Robotic Case Study with a Serpentine Robot- (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahide Sato, Takeshi Kano, Akio Ishiguro
  • 雑誌名: Bioinspiration and Biomimetics 巻: 6 号: 2 ページ: 26006-26006
  • DOI: 10.1088/1748-3182/6/2/026006
  • 査読あり
• [学会発表] 非構造環境下での這行が可能なヘビ型ロボットの自律分散制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加納剛史, 佐藤貴英, 小林亮, 石黒章夫
  • 学会等名: 第12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(SI2011)
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-12-23
• [学会発表] Efficient Undulating Locomotion Driven by a Decentralized Control That Fully Exploits Multi-articular Muscles (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kano, T. Sato, R. Kobayashi, and A. Ishiguro
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Adaptive Motion in Animals and Machines (AMAM2011)
  • 発表場所: 淡路, 日本
  • 年月日: 2011-10-12
• [学会発表] Efficient Undulating Locomotion Driven by a Decentralized Control That Fully Exploits Multi-articular Muscles (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kano, T.Sato, R.Kobayashi, A.Ishiguro
  • 学会等名: The 5^<th> International Symposium on Adaptive Motion in Animals and Machines (AMAM2011)
  • 発表場所: 淡路,日本
  • 年月日: 2011-10-12
• [学会発表] Decentralized Control of Multi-articular Snake-like Robot for Efficient Locomotion (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kano, T. Sato, R. Kobayashi, and A. Ishiguro
  • 学会等名: 2011 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems.(IROS 2011)
  • 発表場所: サンフランシスコ, アメリカ
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] A snake-like Robot Driven by a Decentralized Control That Enables Both Phasic and Tonic Control (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Sato, T. Kano, and A. Ishiguro
  • 学会等名: 2011 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems.(IROS 2011)
  • 発表場所: サンフランシスコ, アメリカ
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] Decentralized Control of Multi-articular Snake-like Robot for Efficient Locomotion (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kano, T.Sato, R.Kobayashi, A.Ishiguro
  • 学会等名: 2011 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. (IROS 2011)
  • 発表場所: サンフランシスコ,アメリカ
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] 高効率推進を可能とする多関節ヘビ型ロボットの自律分散制御則 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加納剛史, 佐藤貴英, 小林亮, 石黒章夫
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(ROBOMEC2011)
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] Decentralized Control of Scaffold-assisted Serpentine Locomotion That Exploits Body Softness (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kano, T. Sato, R. Kobayashi, and A. Ishiguro
  • 学会等名: 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2011)
  • 発表場所: 上海, 中国
  • 年月日: 2011-05-12
• [学会発表] Decentralized Control of Scaffold-assisted Serpentine Locomotion That Exploits Body Softness (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kano, T.Sato, R.Kobayashi, A.Ishiguro
  • 学会等名: 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2011)
  • 発表場所: 上海,中国
  • 年月日: 2011-05-12
• [学会発表] ヘビのロコモーションから学ぶ生物の適応的運動機能の発現原理～位相制御と筋緊張制御の有機的整合を可能とする自律分散制御則～ (2010)
  • 著者名/発表者名: 加納剛史
  • 学会等名: 日本機械学会ロボメカ部門東北支部特別講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] ヘビのロコモーションから学ぶ生物の適応的運動機能の発現原理～位相制御と筋緊張制御の有機的整合を可能とする自律分散制御則～ (2010)
  • 著者名/発表者名: 加納剛史
  • 学会等名: 日本機械学会ロボメカ部門東北支部特別講演会
  • 発表場所: 仙台(招待講演)
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] 位相制御と筋緊張制御に着目した制御系と機構系の連関様式-ヘビ型ロボットを用いた事例研究- (2010)
  • 著者名/発表者名: 加納剛史, 佐藤貴英, 小林亮, 石黒章夫
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(ROBOMEC2010)
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2010-06-16
• [備考] T. Sato, T. Kano, and A. Ishiguro, A Snake-like Robot Driven by a Decentralized Control That Enables Both Phasic and Tonic Control, NTF Award for Entertainment Robots and Systems, IROS2011 (2011. 9. 29).