2022 Fiscal Year Annual Research Report
弾性連続体の動的ふるまいの解明とバイオメカニクス融合
| Project Area | Science of Soft Robot: interdisciplinary integration of mechatronics, material science, and bio-computing |
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| Project/Area Number |
18H05466
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
新山 龍馬 明治大学, 理工学部, 専任講師 (00734592)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
望山 洋 筑波大学, システム情報系, 教授 (40303333)
郡司 芽久 東洋大学, 生命科学部, 助教 (80833839)
安藤 潤人 立命館大学, 情報理工学部, 助教 (50899797)
國吉 康夫 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (10333444)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 生物規範ロボット / 超冗長マニピュレータ / ソフトロボティクス / バイオメカニクス / 連続ロボットアーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、動物の脊柱に見られるしなやかな弾性連続体の役割に注目し、ロボティクスの観点から人工的な脊柱の設計と制御の枠組みを構築することを目指す。生物の身体とその運動原理に迫る学際的なアプローチをとる。ロボットの身体に超多自由度の構造を新たに導入することは、俊敏さと巧みさを備えたしなやかなロボットの実現につながる。
2022年度は、脊柱の上部にあたる首のバイオメカニクスに着目したダチョウ首型マニピュレータの改良と制御、そして応用システムの開発に取り組んだ。ダチョウ首マニピュレータはRobOstrichアームと名付けられ、筋肉を模した多数のワイヤで姿勢を制御することができる。ダチョウの首の頸椎はそれぞれ異なる関節可動域を持っていることが知られており、これをマニピュレータでも実装することによって、関節可動域が局所的な屈曲を防ぐ役割があることを示した。制御の観点からは、ダチョウ首マニピュレータのシミュレーションモデルにおいて、強化学習による運動の獲得について実験を行った。その結果、さまざまな場所へ頭部をリーチングするような制御方策が獲得できた。また、土台が移動する場合に頭部の位置を安定化するような制御方策も同様に学習することができた。応用システムの開発としては、生物規範ロボットの一種であるダチョウマニピュレータの特徴を活かした応用例として、ダチョウマニピュレータを電動車椅子のアームレストに取り付けて物体の把持やピックアップを行うことができるシステムを試作した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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