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本研究代表者らはこれまでに，非線形振動子であるvan der Pol(VDP)方程式を多数相互に結合した多結合VDP方程式の同期パターンを制御する手法を考案し，4足歩行ロボットの歩行パターン生成手法として応用してきた．また，多数の質点やバネで構成される振動系を目標とする振幅や位相を持つリミットサイクルに安定化させる多自由度振動制御法を構築し，弾性脚を持つ4足歩行ロボットに適用して，バネの弾性エネルギーを効率よく利用した高速走行を実現してきた．本研究では，これまで構築してきた4足歩行ロボットの歩行パターン生成法と多自由度振動制御を組み合わせて，4足歩行ロボットの歩行運動を目的とするリミットサイクルに安定化させる手法を新たに構築する．本手法により4足歩行ロボットの移動方向制御と歩行から走行までの幅広い歩行制御が同時に実現できる．
令和二年度は製作した2自由度弾性脚を持つ4足歩行ロボットに対してトロット歩行制御系を設計し歩行実験を行った．設計した制御系はVDPの周期解を利用してトロット歩行パターンを生成する．この時の歩行周期は脚部のバネの固有周期とした．また，トロット歩行をする場合には，本体重心の上下運動の周期は歩行周期の2倍になることに着目して，２：１の割合で重心運動と歩行運動を同期するように制御系を構成した．実験の結果，脚部の弾性部の固有周期で歩行することにより歩行速度が最大になること，また，第1リンクの周期パターンおよび第2リンクのパラメータが歩行速度に大きく影響すること，本体の重心位置の運動をフィードバックして歩行パターンを生成した方が歩行速度が増加することなどが新たにわかった．
最終的に本研究では，2自由度弾性脚を持つ4足歩行ロボットを製作し，脚部の弾性エネルギーを利用してトロット歩行やバウンド走行が実現できるリミットサイクル制御系を設計し，実験によりその有効性を確認した．
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