複雑な機械システムの運動制御の研究として2脚歩行ロボットの歩行制御についての研究を行っている。特に環境の変化や様々な歩行条件に対して適応的に運動を変化させることで、自律的に安定な歩行を実現する適応機能の実現を目標とした。 昨年度は、非線形振動子系を用いた歩行制御系を提案し、振動子系と機構系、そして環境との相互作用の結果、歩行速度や歩行面の傾斜角度といった環境の変化に対して自律的に歩行周期を変化させ、適応的に運動を調整することでロバストな直線歩行を実現した。 今年度では、この制御系を更に発展させ、これまでのような環境との相互作用から直線歩行を実現させるだけでなく、例えば視覚情報といった上位からの指令に対する随意的な歩行運動の実現を考えた。つまり、上位からの指令やその時の状況から選択的に歩行パターンを動的にかつ安定に遷移させる。実現方法として、各関節の運動を構成する振動子系からの写像に幾つかのパラメータを導入し、パターンの変化に従ってその写像を修正させた。 第一段階として、歩行しつつ方向を変化させる旋回歩行について考察を行った。この歩行は直線と曲線歩行を切り替えることで実現される。そのためロバストな直線、曲線歩行、そして、それらパターンの遷移が必要となる。曲線歩行では、直線歩行と異なり、遠心力など運動における身体の左右の非対称性が大きな影響を及ぼす。数値シミュレーション、及び実機(HOAP-1、富士通オートメーション)を用いた実験から、振動子系の振る舞いにより、適応的に左右の脚のリズムに非対称性が生まれ、運動の非対称性を補償してロバストな曲線歩行が実現されることが明らかとなった。そして、これら直線、曲線の歩行パターンを遷移できることを確認し、旋回歩行を実現させた。更に、1台のCCDカメラを用いた視覚情報を基に、選択的に直線、曲線歩行を切り替え、自在に旋回歩行が実現されることを確認した。
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