2足ヒューマノイドロボットの感情表現制御に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650256
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 高西 淳夫 早稲田大学, 理工学部, 教授 (50179462)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 林 憲玉 神奈川工科大学, 工学部, 助教授 (10318769)
• Keywords: 2足歩行ロボット / 感情表現 / ヒュマノイド / 歩行制御 / 心理モデル / 体幹運動 / 歩行安定化 / モーメント補償

Research Abstract

本研究は,人間の住環境下において人間のような多様な運動が可能な2足ヒューマノイドロボットの上体部を開発し,2足歩行のメカニズムを分析および感情(嬉しさ,悲しさ,怒り,誇り,等々)を身体表現で表す制御則を考案し,その有効性を実験により確認することを目的とする.研究代表者らが開発した2足歩行ロボットの機械メカニズムを基にした運動方程式と人間の心理モデルを基にした情動方程式の融合を図り,感情を表す歩行を実現する.
感情を身体表現で表すために,2足歩行ロボットの2号機のモデルをコンピュータシミュレーションし,体幹運動と歩行との関係を検討した.その結果,人間のように四肢の運動と体幹の運動により,感情を実現するためには,上体部の3軸モーメント発生が可能な体幹およびアームの肩の部分に自由度の増設が必要となることが分かった.平成12年度では,次のように研究を行った.(1)新上体部歩行安定化補償機構また新肩と腕機構の設計仕様およびモデル化を決定した.(2)歩行安定化モーメント補償のために必要な力学的仕様を満たしつつ,従来の下半体と統合可能な歩行安定化補償機構を開発した.(3)心理学に用いられるモデルを基にした情動方程式を導出した.平成13年度では,次のように研究を行った.(1)平成12年度に考案した心理モデルおよび開発した実機に基づいて,従来の歩行の安定のために開発した上体補償軌道算出アルゴリズムおよびパターンを変更する制御方式を開発した.(2)感情を身体表現で表すために感情表現制御方式を開発し,歩行制御方式に加えた,(3)感情・歩行制御方式を実モデルに適応し,感情表現の検証実験を行った.本研究課題により,感情表現が可能な機械のメカニズムおよび心理モデル,そして感情表現に対する基礎論を構築した.

Research Products

• [Publications] Hun-ok Lim, A.Takanishi: "Realization of Human-like Biped Walking"International Workshop Bio-robotics and Teleoperation. 39-45 (2001)
• [Publications] Hun-ok Lim, S.A.Setiawan, A.Takanishi: "Biped Walking Using Stabilization and Compliance Control"IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots. 211-217 (2001)
• [Publications] Hun-ok Lim, A.Takanishi: "Realization of Continuous Biped Walking"IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics. 1630-1635 (2001)
• [Publications] Hun-ok Lim, S.A.Setiawan, A.Takanishi: "Balance and Impedance Control for Biped Humanoid Robot Locomotion"IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. 494-495 (2001)
• [Publications] Hun-ok Lim, A.Takanishi: "Walking Pattern Generation for Biped Locomotion"International Symposium on Robotics. 1551-1556 (2001)