2004 Fiscal Year Annual Research Report
人体運動シミュレータとしての応用を目指した2足ヒューマノイドロボットに関する研究
Project/Area Number |
03J53201
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Research Institution | Waseda University |
Principal Investigator |
小椋 優 早稲田大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | ヒューマノイドロボット / 二足歩行 / 人体運動シミュレータ / 福祉機器 |
Research Abstract |
本研究は,人間の四肢・体幹部に関して,それらが可能にする人体運動と同等の能力を持つ2足ヒューマノイドロボットを開発し,これを人体運動のハードウエア・シミュレータとして活用することを提案するとともに,これに関する基盤研究を行うことを目的としている.昨年度までの成果として,2足ヒューマノイドロボットの下肢機構WABIAN-2/LLを開発し,腰部の揺動運動を活用することによる膝関節の伸展位を伴った歩行を実現した. 本年度はロボットの体幹部・上肢部を製作し,上記下肢機構を2足・腰部・体幹部・2腕を持つ人体運動シミュレータWABIAN-2として拡張することを研究の目的とした.この評価指標として,リハビリテーション機器の一つである歩行支援機を取り上げ,ヒューマノイドロボットが歩行支援機を用いることによる,模擬アシスト歩行を行った. 新たに考案・開発された体幹部は,屈曲/伸展・左右側屈を可能にする2自由度のアクチュエータを持つ.また昨年度までに開発された2自由度腰部との組み合わせで,体幹部の左右回旋も可能にする.これらの運動方向と可動範囲は,整形外科・リハビリテーション分野における人体運動測定の指標を参考にした.これによって,人間が行う腕支持部への寄りかかり,上体部による歩行時の重心移動等を再現できると考えられる. また,ロボットがその両腕で歩行支援機に寄り掛かる場合,剛体としてのロボットのポーズは冗長自由度をもつ不静定となり,ロボットの最適な姿勢を一意に決定することは難しい.そこで,下肢部・上肢部に6軸力センサーを用いた仮想コンプライアンス制御を導入し,ロボットの地面・歩行支援機に対する柔らかい倣い動作を実現させるアルゴリズムを構築した. 開発されたヒューマノイドロボットとその制御アルゴリズムを用いて,模擬歩行アシスト実験を行い,一連のシステムの妥当性を検証した.
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Research Products
(7 results)