ロッカーファンクションにより構築した筋骨格型ロボット歩行シミュレータの開発

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K10747
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分59010:リハビリテーション科学関連
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 坂井 伸朗 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60346814)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: Musculoskeletal system / Human walking / Walking robot / Biomimetics

研究成果の概要

本研究はいわゆる２足歩行ロボットの研究に主眼をおくのではなく、ヒト下肢筋骨格構成とその機能発現メカニズムを探ることを目的とする。本研究ではロッカーファンクションの説明の最初に記載される初期荷重応答という、最初の踵接地から膝関節を曲げている歩行様式をとる。各筋はばねにより構成され、現時点でもモデルではそのばねに直列に配置した腱牽引モータを片脚あたり３個持つ。初期荷重応答から連続的に各筋が機能発現し、２次元歩行においてヒト歩行同様の歩容を得た。これにより、ロッカーファンクションとヒト下肢筋骨格構成の密接な関係性が深まった。

自由記述の分野

生体機能設計学

研究成果の学術的意義や社会的意義

もし、機能が本当に理解されているならば、それを人工系で再現できるはずである。本研究では下肢リハビリテーションにおいて一つの指標とされるロッカーファンクション理論を用いて、下肢筋骨格構成を再現した、筋骨格型ロボット歩行シミュレータを実歩行させることに成功した。これにより、ロッカーファンクションを念頭とした歩行リハビリが力学的にも十分に説明がつくこと実証された。