| 研究概要 |
本研究は,ヒトの歩行運動の発現原理を解明すると同時に,歩行ロボットの新たな設計原理を構築することを目指し,パルス化CPG(Pulsed-CPG)を用いた実時間適応性を有する歩行ロボットの実機による実現を目的としている.H19年度は,本研究で提唱するハーネシングに着想を得た歩行生成の一方策として,モーションプリミティブを用いた歩行生成方策を提案した.本方策はパルス化CPG設計の初動段階と据えることができるが,その予備的なシミュレーションおよび実機を用いた実験的検証を行った.
歩行などの振る舞いは,身体内部に存在する筋群の適切な時空間的励起によって発現する.本研究では,振る舞い発現において最も根源的な役割を持つこれらひとつひとつの筋肉のことを,第1次モーションプリミティブと呼ぶ.一方,第2次モーションプリミティブとは,同時的に励起される第1次モーションプリミティブの集合で定義される.すなわち,第2次モーションプリミティブ(以降,モーションプリミティブと記述)とは,振る舞い生成のための中間構造体であり,ビルディングブロックといえる.本研究で着目するハーネシングという制御方策は,対象のシステムの状態を一定に保つのではなく,動的状態を積極的に活用し,適度に刺激を与えつつシステム全体を望ましい範囲を保つ制御方策を示すが,この「適度な刺激」がモーションプリミティブに相当する.
具体的に本研究では,実際のヒトの歩行データを取得しモーションプリミティブの抽出を試みた.そして,拮抗筋群(空気圧人工筋)から構成される二脚準受動歩行機械を製作し,モーションプリミティブの励起パターンが歩行の安定性に与える影響について検証した.その結果,遊脚終期にごく短時間だけ励起する「引きつけ動作」と呼ばれるモーションプリミティブを導入することによって,歩行成功率が著しく向上するという結果が確認された.
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