網羅的視野から解き明かす四脚動物の多様な歩容の発現機序

• 研究課題/領域番号: 25709033
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 制御・システム工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 大脇 大 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (40551908)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円); 2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2014年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2013年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
• キーワード: 四脚動物 / 歩容 / CPG / 身体特性 / 歩容遷移 / 力学構造 / ヒステリシス / 安定性解析 / リターンマップ / CPGモデル / 基本モード

研究成果の概要

本研究では，四脚歩容の発現機序解明のため，四脚動物の多様な歩容に対して網羅的な視野から発現機序の体系的理解を試みた．具体的には，あらゆる歩容を再現可能なロボットを構築することを通して，四脚ロボットの身体構造および制御系の設計論を構築することを目指した．
四脚ロボットを用いて，低速歩行から高速走行への歩容を，各脚のコントローラ間の神経的結合を用いることなく移動速度に応じて自発的に遷移させることに世界で初めて成功した．さらに，歩容遷移過程における力学構造の変容を，3次元動作解析データに基づき解明することに成功した．

研究成果

• [雑誌論文] ミニマルなCPGモデルから探る四脚動物の脚間協調メカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 大脇大，石黒章夫
  • 雑誌名: 計測と制御 巻: 54 号: 4 ページ: 272-277
  • DOI: 10.11499/sicejl.54.272
  • NAID: 130005071702
  • ISSN: 0453-4662, 1883-8170
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 「手応え関数」に基づく適応的二足歩行制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀切舜哉
  • 学会等名: 第28回自律分散システムシンポジウム
  • 発表場所: 広島大学（広島県東広島市）
  • 年月日: 2016-01-21
• [学会発表] 頭部運動の活用による四脚ロコモーションの歩容遷移 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木朱羅
  • 学会等名: 第28回自律分散システムシンポジウム
  • 発表場所: 広島大学（広島県東広島市）
  • 年月日: 2016-01-21
• [学会発表] 足底感覚情報を用いた二足歩行制御の環境適応性に関する検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀切舜哉
  • 学会等名: SI2015
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-12-14
• [学会発表] Experimental Verification of Bipedal Walking Control Exploiting Plantar Sensory Feedback (2015)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki
  • 学会等名: AMAM2015
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2015-06-23
  • 国際学会
• [学会発表] Implicit Stiffness Control Embedded in Nonlinear Spring Enables Stable and Robust Running (2015)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki
  • 学会等名: AMAM2015
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2015-06-23
  • 国際学会
• [学会発表] TEGOTAE-based CPG Control for Quadrupd Locomotion (2015)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki
  • 学会等名: AMAM2015
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2015-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] A Minimal CPG Model for Interlimb Coordination in Quadruped Locomotion (2015)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki
  • 学会等名: ICRA2015 CPG Workshop
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 2015-05-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Load-dependent Interlimb Coordination for Bipedal Walking (2015)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki
  • 学会等名: ICRA2015 CPG Workshop
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 2015-05-30
  • 国際学会
• [学会発表] 足底感覚情報を活用した二足歩行制御の実験的検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀切舜哉
  • 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（ROBOMEC2015）
  • 発表場所: 京都市勧業館「みやこめっせ」（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-05-19
• [学会発表] 環境からの手応えを活用する四脚ロボットのCPG制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木朱羅
  • 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（ROBOMEC2015）
  • 発表場所: 京都市勧業館「みやこめっせ」（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-05-19
• [学会発表] 足底感覚から生み出される「足応え」を活用した適応的二足歩行制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀切舜哉
  • 学会等名: 創発システムシンポジウム
  • 発表場所: 諏訪東京理科大学(長野県茅野市)
  • 年月日: 2014-08-31
• [学会発表] 多脚動物の脚間協調現象に内在する制御原理を探る (2014)
  • 著者名/発表者名: 石黒章夫
  • 学会等名: MotorControl研究会
  • 発表場所: 筑波大学 大学会館・総合交流会館(茨城県つくば市)
  • 年月日: 2014-08-08
  • 招待講演
• [学会発表] Load-dependent Interlimb Coordination (2014)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki
  • 学会等名: LivingMachines 2014 workshop
  • 発表場所: Milano, Italy
  • 年月日: 2014-07-29
  • 招待講演
• [学会発表] CPG-based Control of Bipedal Waling by Exploiting Plantar Sensation (2014)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki
  • 学会等名: CLAWR 2014
  • 発表場所: Poznan, Poland
  • 年月日: 2014-07-21
• [学会発表] Mechanism of Quadruped Gait Transition (2014)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki
  • 学会等名: Dynamic Walking 2013
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
  • 年月日: 2014-06-12
• [学会発表] 不思議な歩容Canterの発現メカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 大脇大
  • 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（ROBOMEC2014）
  • 発表場所: 富山国際会議場(富山県富山市)
  • 年月日: 2014-05-26
• [学会発表] 柔軟な足部から生み出される足底感覚情報を活用した適応的動歩行制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大脇大
  • 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（ROBOMEC2014）
  • 発表場所: 富山国際会議場(富山県富山市)
  • 年月日: 2014-05-26
• [学会発表] 自発的歩容遷移を可能とする四脚ロボットのCPG制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森川玲於奈
  • 学会等名: 第26回自律分散システム・シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学 山上会館
• [学会発表] 不思議な歩容canterの発現メカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 大脇大
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2014
  • 発表場所: 富山市総合体育館
• [備考] 東北大学石黒研究室
  • URL: http://www.cmplx.riec.tohoku.ac.jp/