美的かつ機動的な超多自由度アーティスティックヒューマノイドの体幹構成と制御

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13J09389
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 梯 百合子 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)
• Keywords: ヒューマノイド / 身体表現 / 体幹

Research Abstract

本研究の目的は、美的かつ機動的なアーティスティックヒューマノイドの実現に向け、極めて自由度の高い体幹を構成し、その効率的な制御法と、美しく動かすための評価器を築く手法を明らかにすることである。ロボットの新たな魅力を開拓するため、芸術性の高い、美しいヒューマノイドの実現に向けて、ダンサーの身体構造と動作を分析し、表現力の高い身体の構成法と制御法を明らかにする。
初年度の計画は、ハードウェアの基礎的な設計を進めるとともに、FRP(繊維強化プラスチック)成形による試作を行うことであった。設計に先立ち、先ず根本的な方針を与えるコンセプトを、ダンサーを含む複数の専門家と議論を深めながら慎重に決定した。本研究で開発するヒューマノイドには芸術作品としての性格もあり、コンセプトの錬成には予定より時間を要した。このコンセプトから技術目標を導き、9個のアクチュエータで制御可能な、3つのアーチを有する脊椎の設計を行った。加えて、任意の目標動作に対し、必要な関節トルクと筋力を計算し、限定個数のアクチュエータの効率的な配置を与えるアルゴリズムを考案した。FRP成形による試作については、作業に先立ち本格的な開発を支える特殊な設備環境を構築する必要があった。必要な材料や機材を調査して設備全体の設計・開発を行い、必要な工事を施して、満足な開発環境を構築することが出来た。現在、複数のFRP成形試作用部品の設計を進めている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ハードウェアの基礎的な設計を進めFRP成形による試作を行うという年間目標に対し、コンセプトを練り上げて技術目標に落とし込み、脊椎部分を設計し、試作環境を構築して試作段階まで進んでおり、おおむね順調と言える。

Strategy for Future Research Activity

FRP成形による試作に基づいて、四肢、体幹の順に検証機を開発し、並行して制御システムを構築する。ダンスの型を目標動作として、運動生成と動作判定及び評価、応用動作の生成を目指す。

Research Products

• [Journal Article] Design Approach of Biologically-Inspired Musculoskeletal Humanoids (2013)
  • Author(s): Yuto Nakanishi, Shigeki Ohta, Takuma Shirai, Yuki Asano, Toyotaka Kozuki, Yuriko Kakehashi, Hironori Mizoguchi, Tomoko Kurotobi, Yotaro Motegi, Kazuhiro Sasabuchi, Junichi Urata, Kei Okada, Ikuo Mizuuchi and Masayuki Inaba
  • Journal Title: International Journal of Advanced Robotic Systems Volume: Vol.10 Pages: 1-13
  • DOI: 10.5772/55443