開放型関節と靭帯の柔らかな拘束に基づく筋骨格ヒューマノイドの学習型環境適応行動

本年度は主に(1)開放型関節と靭帯による柔らかな拘束に向けた3Dプリンタ一体造形手法と圧力センサ実装, (2)シミュレータ上における筋骨格モデルの再現と学習, 身体パラメータ最適化戦略, (3)筋・腱複合体の開発とその特性評価を行った.(1)人体模倣型筋骨格ヒューマノイドの開放型関節と靭帯による柔らかな拘束を開発するにあたり, それらの素材選定や圧力センサの実装が必須である. 3Dプリンタによる柔軟構造設計の例として, 表皮・骨格・脂肪層を一体成型した筋骨格ハンドの設計と動作実現を行った. また, 分布型圧力センサによる足全周の感覚測定技術を開発し, それら感覚に基づく動作生成を行った. これらの柔軟構造設計とセンサ入力を統合し, 開放型関節と靭帯による柔らかな拘束とその制御を実現する予定である.(2)シミュレータ上における靭帯と筋配置の設計最適化に向け, 既存の筋骨格ヒューマノイドMusashiとKengoroの筋骨格モデルを物理シミュレータであるMuJoCoを用いて構築した. また, それらシミュレーションと実機の差を埋めるReal2Sim, 指令タスクに応じた筋配置の設計最適化問題を解く技術の開発を行った.(3)最後に, 靭帯だけでなく, 筋・腱の柔軟性にも着目し, 人間の筋腱複合体の模倣設計を行った. 身体を充填することで神経や骨を保護する筋肉の三次元的な構造や, 多様な方向に弾性を持つ靭帯の仕組みを実装し, その有用性について検証した. 関節や靭帯の構築と合わせ, 人間の柔軟身体構造を模擬し, 逐次的な学習により意図した身体制御を実現する予定である.

本年度は主に(1)開放型関節と靭帯による柔らかな拘束に向けた3Dプリンタ一体造形手法と圧力センサ実装, (2)シミュレータ上における筋骨格モデルの再現と学習, 身体パラメータ最適化戦略, (3)筋・腱複合体の開発とその特性評価を行った.(1)人体模倣型筋骨格ヒューマノイドの開放型関節と靭帯による柔らかな拘束を開発するにあたり, それらの素材選定や圧力センサの実装が必須である. 3Dプリンタによる柔軟構造設計の例として, 表皮・骨格・脂肪層を一体成型した筋骨格ハンドの設計と動作実現を行った. また, 分布型圧力センサによる足全周の感覚測定技術を開発し, それら感覚に基づく動作生成を行った. これらの柔軟構造設計とセンサ入力を統合し, 開放型関節と靭帯による柔らかな拘束とその制御を実現する予定である.(2)シミュレータ上における靭帯と筋配置の設計最適化に向け, 既存の筋骨格ヒューマノイドMusashiとKengoroの筋骨格モデルを物理シミュレータであるMuJoCoを用いて構築した. また, それらシミュレーションと実機の差を埋めるReal2Sim, 指令タスクに応じた筋配置の設計最適化問題を解く技術の開発を行った.(3)最後に, 靭帯だけでなく, 筋・腱の柔軟性にも着目し, 人間の筋腱複合体の模倣設計を行った. 身体を充填することで神経や骨を保護する筋肉の三次元的な構造や, 多様な方向に弾性を持つ靭帯の仕組みを実装し, その有用性について検証した. 関節や靭帯の構築と合わせ, 人間の柔軟身体構造を模擬し, 逐次的な学習により意図した身体制御を実現する予定である.