分布的な力・滑り覚と筋骨格を有する二足歩行ロボットの足

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18J14114
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岡谷 泰佑 東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2020-03-31
• Keywords: 局所滑り覚センサ / 力センサ / 静止摩擦係数 / ロボットの足

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、次の３つのことに取り組んだ。
①前年度に設計・製作方法を確立した局所滑り覚センサをロボットの足として用いて、新しく設計・製作したロボットの脚に取り付けた。ロボットの脚には、市販のDCモータを2つ用いて足先を上下および左右の二自由度に動かせるスライダクランク機構を組み合わせた脚機構を採用した。このロボットを水平面から約5度傾いた斜面上に置くことで、重力が約20分の1と見なせる二次元平面上に拘束されたロボットの運動をモデル化した。2つのDCモータに加える電流量を操作することで、跳躍高さおよび跳躍後の胴体の角度と角速度を制御できることを確認した。
②製作した跳躍ロボットモデルにおいて、路面に塗布するジェルの有無により滑りやすさを変化させた。ジェルを塗布しない路面ではロボットの足と路面の間に滑りが生じず、姿勢の制御に重心高さと摩擦力の積が姿勢を変化させるモーメントとして機能する。一方、ジェルを塗布した路面では摩擦力はほぼゼロとなるため、重心直下と着地位置の水平距離と垂直抗力の積が姿勢を変化させるモーメントとなる。それぞれの路面に適した跳躍制御を行うことでロボットの姿勢を安定化できることを実機により示した。ただし、ジェルを塗布しない路面からジェルを塗布した路面に移った場合に、路面からの摩擦力を得ることができずにロボットが転倒することを確認した。
③局所滑り覚センサの出力から路面の滑りやすさを判別し、それに応じて跳躍制御を切り替えることで、ロボットの転倒を回避できることを確認した。従来の滑り覚センサには足と路面の間に滑りが生じない時には路面の滑りやすさが判別できないという欠点があった。着地時の様子を高速度カメラで撮影し、足先の滑りと局所滑り覚センサの出力を比較したところ、局所滑り覚センサでは足と路面の間に滑りが生じる前にも路面の滑りやすさを判別できていることが確認できた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。