顎運動シミュレータによる自律開閉口運動の実現

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顎運動の全体的な制御メカニズムを解明する一つのアプローチとして,ロボットで顎運動をシミュレートする方法がある.我々は,ヒトに近い解剖学的構造をもつ顎運動ロボットの本体に咬筋アクチュエータを接続し,自律開閉口動作をシミュレートした.本年度の研究では,さらに外側翼突筋アクチュエータを追加し,よりヒトに近い開閉口動作を実現した.次に研究手順を示す:(1)下顎部をワイヤ駆動する筋アクチュエータを製作した.駆動にはエンコーダ付のDCサーボモータを用い,ワイヤ張力センサが組み込まれている.設計は従来の咬筋アクチュエータと同様とした.(2)製作したアクチュエータを外側翼突筋アクチュエータとしてロボットに装着した.(3)開閉口運動時における外側翼突筋の活動パターンから,アクチュエータの駆動信号を決定した.(4)反射型フォトセンサを用いて咬合接触センサを開発し,犬歯に装着した.(5)左右側において咬合力と咬合接触を等しくするために,センサ出力を利用した適応制御アルゴリズムを開発した.完成したシステムを用いて実験し,次の結果を得た.自律顎運動シミュレータJSN/1に開閉口運動を行わせると,はじめは左右側で咬合接触と咬合力は異なるものの,次第に同じタイミングかつ同じ力でかみしめることができた.このことから,アクチュエータの駆動系および制御アルゴリズムが有効であることが明らかとなった.