二足歩行ロボットの学習による適応動作生成システム

歩行運動の自律的生成の理論およびそれを実証することを目的で、本研究では次の事項につき研究開発を行った。(1)二足歩行ロボットの試作とその制御のためのハードウェアの完成製作した二足歩行ロボットは8自由度を有しており、両足首、両ひだ、腰部の各関節にはエンコーダ付き減速モータが用意されており、コンピュータ指令で動く。この一式を完成させた。二足歩行ロボットに対して既存の学習型軌道生成を用いた歩行実験ロボットの重心を1質点の倒立振子と見なして倒立振子方程式から目標となる重心と遊脚足先の位置を求め、その位置からHopfield型ニューラルネットワークを用いて各関節位置を求める。求まった各関節位置から各関節の絶対角を求め、それらを目標値としてPID制御を行う。また、学習は目標の重心位置とロボットの重心位置のずれをなくす方向に階層型ニューラルネットワークを用いて行われる。この学習型軌道生成の有効性はシミュレーションにより確認している。試作ロボットでの実験においては、学習機能を持たせる段階にはまだ至っていないが、2次元平面でのロボットの歩行実験に成功している。神経回路振動系による軌道生成に対して、環境への適応性を持たすための学習を付与するための理論の開発歩行運動が各関節の周期運動であることから、神経回路振動子が発生するリズムによって各関節の軌道を生成する方法を提案してきたが、この方法で、より生物に近い歩行軌道が生成できている。さらに足幅、足の高さを自由に指定できる設計法を開発し、それをシミュレーションにより確認した。

歩行運動の自律的生成の理論およびそれを実証することを目的で、本研究では次の事項につき研究開発を行った。(1)二足歩行ロボットの試作とその制御のためのハードウェアの完成製作した二足歩行ロボットは8自由度を有しており、両足首、両ひだ、腰部の各関節にはエンコーダ付き減速モータが用意されており、コンピュータ指令で動く。この一式を完成させた。二足歩行ロボットに対して既存の学習型軌道生成を用いた歩行実験ロボットの重心を1質点の倒立振子と見なして倒立振子方程式から目標となる重心と遊脚足先の位置を求め、その位置からHopfield型ニューラルネットワークを用いて各関節位置を求める。求まった各関節位置から各関節の絶対角を求め、それらを目標値としてPID制御を行う。また、学習は目標の重心位置とロボットの重心位置のずれをなくす方向に階層型ニューラルネットワークを用いて行われる。この学習型軌道生成の有効性はシミュレーションにより確認している。試作ロボットでの実験においては、学習機能を持たせる段階にはまだ至っていないが、2次元平面でのロボットの歩行実験に成功している。神経回路振動系による軌道生成に対して、環境への適応性を持たすための学習を付与するための理論の開発歩行運動が各関節の周期運動であることから、神経回路振動子が発生するリズムによって各関節の軌道を生成する方法を提案してきたが、この方法で、より生物に近い歩行軌道が生成できている。さらに足幅、足の高さを自由に指定できる設計法を開発し、それをシミュレーションにより確認した。