球面踵部，扁平足およびバネ足関節を持つ３次元受動歩行の安定解析とその実現

• 研究課題/領域番号: 23760247
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 岡山理科大学
• 研究代表者: 衣笠 哲也 岡山理科大学, 工学部, 准教授 (20321474)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 2足歩行 / 受動歩行 / 周波数応答 / ２足歩行

研究概要

この課題では，緩斜面を下り降りることで動力を用いず自然で効率的に歩行する受動歩行に注目し，踵が円弧で扁平な足と足首にバネを持つ3次元2足歩行機を実現し，さらに，モータにより伸縮する膝関節を導入することで水平面においても継続的な歩行を実現することに成功した．さらに，歩行機の歩容について足裏の圧力中心軌跡が人と同じ8の字を描くことを明らかにした．また，より効率的に歩行できる振動数が存在するとともに，歩行が継続する振動数が複数存在することを確認した．これは，マラソンにおけるストライドとピッチ2つの振動数の異なる走法などに見られるもので，興味深く意義のある結果と言える．

研究成果

• [雑誌論文] 胴体の傾きによる推力を利用した2足歩行について (2014)
  • 著者名/発表者名: 衣笠哲也,吉田浩治,藤本真作
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: 32(2) ページ: 183-189
• [雑誌論文] 胴体の傾きによる推力を利用した2足歩行について ー歩行特性の解析と幾何学的拘束制御を用いた実現可能性の検討ー (2014)
  • 著者名/発表者名: 衣笠哲也，吉田浩治， 藤本真作
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: 32 ページ: 183-189
  • NAID: 130003396260
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3D Quasi passive Walking of Bipedal Robot with Flat Feet (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Fujimoto, T. Kinugasa, K. Yoshida and H. Watanabe
  • 雑誌名: International Journal of Advanced Mechatronic Systems 巻: Vol. 5, No. 2 ページ: 95-104
• [雑誌論文] ものづくり教育のための段ボール3D受動歩行機,設計法,歩行実験および授業の実践 (2013)
  • 著者名/発表者名: 衣笠哲也,土師貴史,入部正継,小林智之,藤本真作,吉田浩治
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: 31(2) ページ: 154-160
  • NAID: 10031162033
• [雑誌論文] ものづくり教育のための段ボール3D受動歩行機, - 設計法, 歩行実験および授業の実践 - (2013)
  • 著者名/発表者名: 衣笠哲也, 土師貴史, 入部正継, 小林智之, 藤本真作, 吉田浩治
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: 31巻 ページ: 154-160
  • NAID: 10031162033
  • 査読あり
• [学会発表] 受動的動歩行の性質を利用した脚歩行ロボットの設計手法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤,衣笠,3名
  • 学会等名: SI2013
  • 発表場所: 神戸(1H2 5)
  • 年月日: 2013-12-19
• [学会発表] バネ足首と扇平足を持つ3次元2足準受動歩行機 : 膝の伸縮による水平面への拡張 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤,衣笠,吉田,藤本,入部
  • 学会等名: ROBOMEC2013
  • 発表場所: つくば( 2A2 E07)
  • 年月日: 2013-05-24
• [学会発表] バネ足首と扁平足を持つ３次元２足準受動歩行機 ：膝の伸縮による水平面への拡張 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤，衣笠，吉田，藤本，入部
  • 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2013
  • 発表場所: 筑波
• [学会発表] 膝の伸縮による3次元2足歩行の創発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤，衣笠，吉田，藤本，入部
  • 学会等名: 第14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 SI2013
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 教育のための段ボール受動歩行機 : 小学生対象の工作教室と大学生対象の講義の実践 (2012)
  • 著者名/発表者名: 衣笠,小林,土師,吉田,藤本,入部
  • 学会等名: 第13回SICE SI部門講演会
  • 発表場所: 博多(2F3 6)
  • 年月日: 2012-12-18
• [学会発表] Legged Robot Design Applying the Behavior of Passive Dynamic Walking (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Iribe, H. Hirose, T. Kinugasa, K. Osuka
  • 学会等名: Proc. of 2012 Intl., Symposium on Nonlinear Theory and its Application
  • 発表場所: Palma, Majorca, Spain(査読有)
  • 年月日: 2012-10-23
• [学会発表] Measurement of walking gait for 3D passive dynamic biped walker (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, T. Kinugasa, T. Akagi, S. Fujimoto, K. Yoshida, M. Iribe
  • 学会等名: Proc. of XX IMEKO World Congress,査読有, TC17 O 2
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] 3次元2足受動歩行機RW03の設計とその歩容について (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤,横川,衣笠,土師,吉田,赤木,藤本,入部
  • 学会等名: ROBOMEC2012
  • 発表場所: 浜松(1A1 Q08)
  • 年月日: 2012-05-28
• [学会発表] 段ボールを用いた3次元受動歩行機RW P02の設計について (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林,衣笠,土師,吉田,藤本,入部
  • 学会等名: ROBOMEC2012
  • 発表場所: 浜松( 1A1 Q09)
  • 年月日: 2012-05-28
• [学会発表] 3次元2足受動歩行機RW03の歩容計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤,横川,衣笠,3名
  • 学会等名: SCI'12
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-05-22
• [学会発表] Passive dynamic quadruped walker with at feet and ankle springs (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kinugasa , H. Komatsubara, K. Yoshida, 3名
  • 学会等名: Proc. of Climbing and Walking Robots
  • 発表場所: Paris, France(査読有, 517 524)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 教育のための段ボール紙を用いた三次元受動歩行機製作方法について (2011)
  • 著者名/発表者名: 衣笠,小林,土師,吉田,入部
  • 学会等名: ROBOMEC2011
  • 発表場所: 岡山(2A2 G08)
  • 年月日: 2011-05-28
• [学会発表] Passive dynamic quadruped walker with flat feet and ankle springs (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kinugasa, H. Komatsubara, K. Yoshida, S. Fujimoto, M. Iribe, and K. Osuka
  • 学会等名: Climbing and Walking Robot 2011
  • 発表場所: パリ，ソルボンヌ大学
• [学会発表] 動力学的影響の強い4脚受動歩行の実現 (2011)
  • 著者名/発表者名: 衣笠哲也，小松原秀祐，吉田浩治，入部正継，大須賀公一
  • 学会等名: 第55回システム制御情報学会研究発表講演会
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス
• [学会発表] ３次元２足受動歩行機RW03の設計とその歩容について
  • 著者名/発表者名: 伊藤崇志,横川忠生,衣笠哲也,土師貴史,吉田浩治,赤木徹也,藤本真作,入部正継
  • 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２０１２
  • 発表場所: 浜松
• [学会発表] ３次元２足受動歩行機RW03の歩容計測
  • 著者名/発表者名: 伊藤崇志,横川忠生,衣笠哲也,土師貴史,吉田浩治, 藤本真作
  • 学会等名: 第５６回システム制御情報学会研究発表講演会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Measurement of walking gait for 3D passive dynamic biped walker
  • 著者名/発表者名: T. Ito, T. Kinugasa, T. Akagi, S. Fujimoto, K. Yoshida, and M. Iribe
  • 学会等名: XX IMEKO World Congress
  • 発表場所: 釜山
• [学会発表] 胴体の傾きを利用した準受動歩行とHZD制御
  • 著者名/発表者名: 衣笠哲也，吉田浩治
  • 学会等名: 第３０回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 札幌
• [備考]
  • URL: http://www.mech.ous.ac.jp/robotics/index_pdw.html
• [備考] 岡山理科大学機械システム工学科衣笠研究室2足歩行機
  • URL: http://www.mech.ous.ac.jp/robotics/index_pdw.html
• [備考] 衣笠研究室＠岡山理科大学