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2016 年度 実績報告書

筋骨格ヒューマノイドのための人工筋紡錘の開発と局所的反射の実現

研究課題

研究課題/領域番号 15K12118
研究機関大阪大学

研究代表者

細田 耕  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (10252610)

研究分担者 池本 周平  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00588353)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード人工筋 / 人工筋紡錘 / 局所的反射 / 筋骨格ヒューマノイド
研究実績の概要

本年度の研究実績は以下のとおりである.
(1)人工筋紡錘の実ロボットへの実装
試作した人工筋紡錘センサを,筋骨格構造を持つ上肢ロボットに実装し,運動中のセンサ信号を観測できることを確認した.昨年度の研究実績では,磁気式センサを使用する人工筋紡錘センサを採用していたが,実験運用に伴い,不都合が生じたため,ひずみセンサのみを使用した人工筋紡錘を作成することとした.使用するセンサ素子の変更に伴い,周辺計算用の小型ボードを作成し,人工筋紡錘周辺で,実際の筋紡錘の信号をエミュレートするために処理が完結するようなハードウェアを構成した.また,これらのセンサは,ROSによってネットワーク上で情報を共有することができ,上肢ロボットのような大規模なシステムの運用のためのハードウェアを整備した.このように試作された上肢ロボットによって,クランク回しタスクを遂行している間の,センサ信号を収集した.
(2)人工筋紡錘センサを用いた二足跳躍安定化の実験
筋骨格構造を持つ二足ロボットのヒラメ筋に,人工筋紡錘センサを実装し,それらから得られるセンサ信号に基づいて,伸張反射を実装した.また,片方の脚の反射が起こった時に,反対側の脚の反射を起こらなくする反射の側方抑制を実装した.これらの周辺処理によって,前額面内の二足跳躍が,処理がない場合に比較して,安定化する傾向があることを実験により示した.この結果は,人間の跳躍においても,伸張反射やその側方抑制が,身体全体の安定化に寄与している可能性があることを,構成論的に示している.

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 5件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] ダルムシュタット工科大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ダルムシュタット工科大学
  • [雑誌論文] Designing Noncircular Pulleys to Realize Target Motion Between Two Joints2017

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Shirafuji, Shuhei Ikemoto, and Koh Hosoda
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: Volume 22, Issue 1 ページ: 487-497

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1109/TMECH.2016.2614961

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Noise-modulated Neural Networks as an Application of Stochastic Resonance2017

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Ikemoto, Fabio DallaLibera, and Koh Hosoda
    • 雑誌名

      Neurocomputing

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [学会発表] ロコモーションのための電空ハイブリット人工筋の提案2016

    • 著者名/発表者名
      進寛史,Guoping Zhao,,Maziar Ahmad Sharbafi,池本周平,細田耕,Andre Seyfarth
    • 学会等名
      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
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2016-12-15 – 2016-12-17
  • [学会発表] Aligning Collagen Fibers by Cyclic Mechanical Stretch for Efficiently Muscle Cell Actuator2016

    • 著者名/発表者名
      Keiji Seki, Masahiro Shimizu, Kota Miyasaka, Toshihiko Ogura, Koh Hosoda
    • 学会等名
      2016 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO 2016)
    • 発表場所
      青島市(中国)
    • 年月日
      2016-12-03 – 2016-12-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Muscular-Skeletal Humanoid Robot for Body Image Construction2016

    • 著者名/発表者名
      Koh Hosoda, Hajime Saito, Shuhei Ikemoto
    • 学会等名
      2016 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS 2016)
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-11-30
    • 国際学会
  • [学会発表] 足底腱膜を切離したヒト歩行における3次元足部有限要素モデルを用いた床反力再現2016

    • 著者名/発表者名
      清水正宏他
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学(山形市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] 解剖学的有限要素モデルを用いたヒト足部midtarsal locking mechanismの解析2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤幸太他
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学(山形市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] ヒト足部構造は荷重下において内旋モーメントを生成する2016

    • 著者名/発表者名
      荻原直道他
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学(山形市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] 横足根関節を持つロボット足部への加重実験2016

    • 著者名/発表者名
      河上貴彦他
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学(山形市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] ヒト足部の静特性の計測2016

    • 著者名/発表者名
      瀬口友介他
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学(山形市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] 筋骨格運動の観察と適応機能2016

    • 著者名/発表者名
      細田耕,荻原直道
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学(山形市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] Stochastic Resonance induced Continuous Activation Functions in a Neural Network consisting of Threshold Elements2016

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Ikemoto, Fabio DallaLibera, Koh Hosoda
    • 学会等名
      International Joint Conference on Neural Networks
    • 発表場所
      バンクーバー(カナダ)
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Mutual Entrainment of Cardiac-oscillators through Mechanical Interaction2016

    • 著者名/発表者名
      Koki Maekawa, Naoki Inoue, Masahiro Shimizu, Yoshihiro Isobe, Saku Taro, Koh Hosoda
    • 学会等名
      Living Machine 2016
    • 発表場所
      エジンバラ(イギリス)
    • 年月日
      2016-07-18 – 2016-07-22
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞膜と細胞質の相互作用をモデル化したモジュラーロボットの開発2016

    • 著者名/発表者名
      布施龍佑,清水正宏,安井真人,細田耕
    • 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
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [学会発表] 外転した股関節を持つ空気圧人工筋駆動小型四脚ロボットの開発2016

    • 著者名/発表者名
      小原拓人,中川祥崇,池本周平,清水正宏,細田耕
    • 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
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [学会発表] 空気圧人工筋駆動小型四脚ロボットの高速走行2016

    • 著者名/発表者名
      中川祥崇,池本周平,清水正宏,細田耕
    • 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
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [学会発表] ニューラルネットワークの解析的表現を用いたモデル予測制御2016

    • 著者名/発表者名
      池本周平,森晋太郎,細田耕
    • 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
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [学会発表] 非伸縮分岐腱により把持形態が適応的に変化する 3 指ロボットハンドの開発2016

    • 著者名/発表者名
      柳沢和哉,白藤翔平,池本周平,細田耕
    • 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
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [学会発表] ヒトの指の構造を模した高把持力ロボットハンドの開発2016

    • 著者名/発表者名
      由良和也,池本周平,細田耕
    • 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
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [学会発表] 心筋細胞間の物理的な相互作用を活用したバイオロボットの開発2016

    • 著者名/発表者名
      井上尚紀,前川幸輝,清水正宏,磯部仁博,佐久太郎,細田耕
    • 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
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [学会発表] 機械的相互作用における心筋振動子の相互引き込み現象の解析2016

    • 著者名/発表者名
      前川幸輝,井上尚紀,清水正宏,磯部仁博,佐久太郎,細田耕
    • 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
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [学会発表] 生体の神経回路を模した空気圧人工筋用制御システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      河上貴彦,進寛史,山西賢,池本周平,細田耕
    • 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
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [学会発表] 膝関節伸展が可能な生体筋駆動型遊泳カエルロボットの開発2016

    • 著者名/発表者名
      坂井亮,清水正宏,青沼仁志,細田耕
    • 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
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [学会発表] Proprioceptors of Muscular-skeletal Humanoid for Constructing Body Image2016

    • 著者名/発表者名
      Koh Hosoda, Hirofumi Shin, and Shuhei Ikemoto
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science
    • 発表場所
      東京大学(文京区)
    • 年月日
      2016-05-08 – 2016-05-09
    • 国際学会
  • [図書] 柔らかヒューマノイド2016

    • 著者名/発表者名
      細田耕
    • 総ページ数
      208
    • 出版者
      化学同人出版

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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