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2023 年度 実施状況報告書

フィードフォワード動的二足歩行

研究課題

研究課題/領域番号 23K03894
研究機関近畿大学

研究代表者

岩谷 靖  近畿大学, 工学部, 教授 (10400300)

研究分担者 衣笠 哲也  岡山理科大学, 工学部, 教授 (20321474)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
キーワード歩行 / フィードフォワード制御 / ロボット
研究実績の概要

本年度は,膝や胴体を有しないコンパス型二足歩行ロボットを調査の対象とした.コンパス型二足歩行ロボットの機構は歩行ロボットの中で最も単純であり,研究の第一段階に適しているからである.具体的に本年度は,コンパス型二足歩行ロボットの試作を行うとともに,ロボットのモデリングと,周期歩行解の導出に関する研究を行った.
モデリングに関する研究実績は以下の通りである.従来の研究では,実際の状況とは異なる簡易的な数理モデルを用いて,理論構築と数値シミュレーションが行われていた.本研究では試作機の形状に適合する数理モデルを構築した.特に従来の数理モデルでは,脚の接地は完全非弾性衝突であることが仮定されていた.一方,本研究において試作したロボットの歩行を高速カメラで解析したところ,接地は完全非弾性衝突ではなく,跳ね返りを伴う非弾性衝突が極短時間に数度繰り返された後に接地状態に至ることが分かった.本研究では,非弾性衝突の歩行モデルを構築するとともに,試作機を用いた実験により,その妥当性を確認した.
周期歩行解の導出に関する研究実績は以下の通りである.本研究では,周期歩行の数値解を,その導出問題を境界値問題として定式化することで導出する方法を確立した.提案方法は,従来の周期歩行導出方法よりも簡便であり,既存の境界値問題ソルバを用いて短時間に導出することができる.また提案方法は,従来の周期歩行導出方法よりも強力であり,これまで知られていなかった歩容を導出できた.提案方法は,フィードフォワード歩行を含めた多様な歩行の解析に利用できる.

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

理論および試作機の構築とも,おおむね計画の通り進展している.

今後の研究の推進方策

引き続き,理論および実験の両面から,フィードフォワード歩行制御の解明を進める.具体的に,理論面では安定解析に関わる理論を構築し,実験面では試作機のブラッシュアップを行う予定である.

次年度使用額が生じた理由

本年度未執行経費が発生した最も大きな理由は,研究代表者の異動による.異動前と比較して異動後は,所属から配分される研究費が大幅に増額した.そのため,所属からの配分を活用することで,研究代表者は本科学研究費をほとんど使用せずに研究を遂行できた.この未執行経費と次年度の配分経費を利用して,当初予定していなかったバイアウト制の活用など,研究遂行の充実策を検討する.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] ハイスピードカメラ映像を用いた受動歩行における衝突前後の角速度変化の解析について2024

    • 著者名/発表者名
      松浦一翔,張嘉倫,衣笠哲也,岩谷靖,林良太,吉田浩治
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国学生会 第54回学生員卒業研究発表講演会
  • [学会発表] 複数のモデルによる二足受動歩行の衝突における速度変化の解析2024

    • 著者名/発表者名
      張嘉倫,松浦一翔,衣笠哲也,岩谷靖,林良太,吉田浩治
    • 学会等名
      日本機械学会 中国四国支部 第62期総会・講演会
  • [学会発表] フィードフォワード動的二足歩行制御系の安定解析2024

    • 著者名/発表者名
      岩谷靖,衣笠哲也
    • 学会等名
      計測自動制御学会 第11回 制御部門マルチシンポジウム
  • [学会発表] A mathematical model of collisions in passive dynamic walking of a compass-like biped walker with an angle limiter2023

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Iwatani, Jialun Zhang, and Tetsuya Kinugasa
    • 学会等名
      SICE Annual Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 境界値問題への帰着による歩行の周期解の導出2023

    • 著者名/発表者名
      岩谷靖,衣笠哲也
    • 学会等名
      第24回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

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公開日: 2024-12-25  

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