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2022 年度 実績報告書

筋骨格ポテンシャル法とソフトアクチュエータを融合した超多筋骨格ソフトロボティクス

研究課題

研究課題/領域番号 21H03523
研究機関中京大学

研究代表者

木野 仁  中京大学, 工学部, 教授 (50293816)

研究分担者 槇田 諭  福岡工業大学, 工学部, 准教授 (60580868)
石原 彰人  中京大学, 工学部, 教授 (80387620)
田原 健二  九州大学, 工学研究院, 教授 (80392033)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード生体システム / 運動生成 / バイオミメティクス
研究実績の概要

強いロバスト性を有する筋骨格ポテンシャル法を拡張して,高機能材料ソフトアクチュエータの人工筋と調和させ,筋骨格構造・筋肉の柔軟性・中枢神経系からの信号処理の3つを調和した超多筋骨格システムを持つソフトロボットを実現させるために,以下の成果を得た.
・筋肉/中枢神経系の詳細モデルを含んだ拡張筋骨格ポテンシャル法を構築し,柔軟・器用な新しい運動生成戦略のベースとなるアルゴリズムを検討した.
・超多筋骨格システムに対し,デジタルヒューマンからの詳細な幾何学情報を抽出し,MATLABによるシミュレーションに転化させる準備を行った.また,超多筋骨格システムに対し,目標姿勢への収束性の条件として,固有値解析を行い,その基礎的な条件を明らかにした.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初予定していた,ポスドクの採用が候補者辞退のために,一時的に白紙となっていたが,別の人物の採用が行われたために,概ね順調に進展した.

今後の研究の推進方策

・筋肉/中枢神経系の詳細モデルを含んだ拡張筋骨格ポテンシャル法を構築し,柔軟・器用な新しい運動生成戦略のベースとなるアルゴリズムについて,現時点ではいくつかの点について,生体システムの特性を無視して,簡易的なシステムとして取り扱っている.そこで,今後はより,生体システムに近いモデル化を行い,実システムに近いモデルに対する,運動生成戦略に拡張していく.
・超多筋骨格システムに対し,デジタルヒューマンからの詳細な幾何学情報を抽出し,MATLABによるシミュレーションに転化させる作業を引き続き,進める.
・ソフトアクチュエータの実システムの開発を視野に入れ,温度に応じて剛性が変化する素材などを利用し,本研究で用いるための新しいタイプのソフトアクチュエータの開発の準備を進める.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Improvement in rotational performance by periodic tensile change of a torque transmission wire: basic experimental verification using a single straight wire2022

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Hara, Akinori Tomoda, Hitoshi Kino
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 10 ページ: 474-487

    • DOI

      10.1080/01691864.2022.2060715

    • 査読あり
  • [学会発表] End-Point Stiffness and Joint Viscosity Control of Musculoskeletal Robotic Arm Using Muscle Redundancy2022

    • 著者名/発表者名
      Shoki Tsuboi, Hitoshi Kino, Kenji Tahara:
    • 学会等名
      Proc. IEEE/RSJ 18th Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] 角度に応じてモーメントアームが変化する関節を有する筋骨格システム2022

    • 著者名/発表者名
      松谷祐希,田原健二,木野仁
    • 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(SI2022)
  • [学会発表] 構造的特性に基づいて生成された筋入力パターンによるフィードバック位置決め制御2022

    • 著者名/発表者名
      越智裕章,木野仁,永田寅臣
    • 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(SI2022)
  • [学会発表] 筋骨格ロボットアームを用いた可変手先粘弾性楕円体による外力適応性の向上2022

    • 著者名/発表者名
      壷井翔貴,木野仁,有田輝,田原健二
    • 学会等名
      第40回日本ロボット学会学術講演会
  • [備考] 中京大学工学部機械システム工学科 木野研究室

    • URL

      http://openweb.chukyo-u.ac.jp/~h-kino/

  • [備考] 九州大学 大学院工学研究院機械工学部門 制御システム講座 ヒューマンセンタードロボティクス研究室

    • URL

      http://www.kt.mech.kyushu-u.ac.jp/

  • [備考] 福岡工業大学工学部知能機械工学科 槇田研究室

    • URL

      https://www.fit.ac.jp/~makita/

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公開日: 2024-12-25  

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