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内骨格生物における筋肉配置の潜在的意義の解明とロボットの動作生成への応用

研究課題

研究課題/領域番号 26330303
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知能ロボティクス
研究機関福岡工業大学

研究代表者

木野 仁  福岡工業大学, 工学部, 教授 (50293816)

研究分担者 田原 健二  九州大学, 工学研究院, 准教授 (80392033)
研究協力者 松谷 祐希  熊本高等専門学校, 機械知能システム工学科, 助教
越智 裕章  山口東京理科大学, 工学部, 助教
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード筋内力制御 / 筋配置 / 収束条件 / 位置制御 / リアプノフの安定解析 / 収束条件の解明 / 設計法の提案 / 人工筋肉のモデル化 / 収束性 / ヘッセ行列 / 幾何学条件 / リアプノフ関数
研究成果の概要

人間に代表される脊椎動物の構造的特徴として,内骨格構造がある.この構造では筋肉を動かすことで関節を駆動しており,筋肉間の内力を調整することで,関節の硬さなどを調節することが可能となる.
申請者らはこれまで内骨格構造に対し,目標姿勢で釣り合う筋内力をステップ上に入力することで,センサや複雑な実時間計算が不要な位置制御が可能であることを示してきた.しかしながら,その収束性は筋肉の配置に依存しており,位置制御可能な数学的条件などが明らかにされていなかった.
そこで,本申請では一般的な内骨格構造に対し,筋内力制御の収束条件を数学的に明らかに,シミュレーションなどで検証した.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] ノッティンガム大学(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Basic Study of Soft Actuator Using Anisotropic Gel Hybridized with Nanosheet Liquid Crystal: Analysis of Heat Characteristics and Length Control2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kino, N. Samrejfuangfoo, K. Tsuda, T. Kato, H. Fujioka
    • 雑誌名

      Journal of Procedia Computer Science

      巻: 105 ページ: 62-67

    • DOI

      10.1016/j.procs.2017.01.199

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prototype of Tensegrity Robot with Nine Wires for Switching Locomotion and Its Calculation Method of Balancing Internal Force2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kino, Y. Matsutani, S. Katakabe, H. Ochi
    • 雑誌名

      Journal of Procedia Computer Science

      巻: 105 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.procs.2017.01.179

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2リンク6筋を有する筋骨格システムにおけるフィードフォワード位置決めのための筋配置条件2016

    • 著者名/発表者名
      越智裕章,木野仁,田原健二,松谷祐希
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 34 ページ: 133-142

    • NAID

      130005145397

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] むだ時間を含む感覚フィードバックと筋内力フィードフォワードの相補的組み合わせによる筋骨格アームの位置制御2016

    • 著者名/発表者名
      松谷 祐希, 田原 健二, 木野 仁, 越智 裕章, 山本 元司
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 34 ページ: 143-152

    • NAID

      130005145385

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism and Control of Parallel-Wire Driven System2015

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Kino and Sadao Kawamura
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 27 号: 6 ページ: 599-607

    • DOI

      10.20965/jrm.2015.p0599

    • NAID

      130007671077

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2015-12-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] An experimental study on effect of biarticular muscles in an antagonistically actuated robot arm2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Morizono, Kenji Tahara, and Hitoshi Kino
    • 学会等名
      International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • 発表場所
      Beppu, Japan
    • 年月日
      2016-01-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Determination Method of Tendon Arrangement using Genetic Algorithm for Feedforward Positioning of Musculoskeletal System2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Ochi, Hitoshi Kino, Kenji Tahara, Yuki Matsutani
    • 学会等名
      International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geometric conditions for feedforward positioning of musculoskeletal tendon-driven structure2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Ochi, Hitoshi Kino, Kenji Tahara, Yuki Matsutani
    • 学会等名
      Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2015-10-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Investigation of Contribution of Biarticular Actuation to Mappings between Sensory and Motor Spaces2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Morizono, Kenji Tahara, Hitoshi Kino
    • 学会等名
      Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2015-10-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 形状記憶合金アクチュエータの動向2014

    • 著者名/発表者名
      石橋良太,田原健二,木野仁
    • 学会等名
      第15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
    • 発表場所
      東京ビックサイト
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 筋内力フィードフォワードとむだ時間を含む視覚フィードバックの可変比率による複合位制御2014

    • 著者名/発表者名
      松谷祐希, 田原健二, 木野仁, 越智裕章, 山本元司
    • 学会等名
      第32回日本ロボット学術講演会
    • 発表場所
      福岡市・九州産業大学
    • 年月日
      2014-09-05 – 2014-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] パラレルワイヤ駆動システムの逆運動学近似における手先位置の誤差評価2014

    • 著者名/発表者名
      木野仁,大久保暢浩,吉武翼,越智裕章,池田明之
    • 学会等名
      第32回日本ロボット学術講演会
    • 発表場所
      福岡市・九州産業大学
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 弾性体受動要素を用いた流速変化に適応するためのヒレ機構2014

    • 著者名/発表者名
      石橋良太,小田隆彦,奥田竜次,梅田勝矢,田原健二,木野仁,児島晃
    • 学会等名
      第32回日本ロボット学術講演会
    • 発表場所
      福岡市・九州産業大学
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 多関節多筋の筋骨格システムにおける フィードフォワード位置決め制御の収束安定条件2014

    • 著者名/発表者名
      越智裕章,木野 仁,田原健二,松谷祐希
    • 学会等名
      第32回日本ロボット学術講演会
    • 発表場所
      福岡市・九州産業大学
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 木野研究室の主な研究業績

    • URL

      http://www.fit.ac.jp/~kino/japanese/achievements_j/achievements_j.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 木野研究室の主な研究テーマの紹介

    • URL

      http://www.fit.ac.jp/~kino/japanese/theme_j/theme_j.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 主な研究業績

    • URL

      http://www.fit.ac.jp/~kino/japanese/achievements_j/achievements_j.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 木野研究室 研究テーマ

    • URL

      http://www.fit.ac.jp/~kino/japanese/theme_j/theme_j.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 木野研究室 研究業績

    • URL

      http://www.fit.ac.jp/~kino/japanese/achievements_j/achievements_j.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-16  

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