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

基于开放关节和韧带软约束的肌肉骨骼类人学习环境适应行为

基本信息

批准号：
22K21297
负责人：
河原塚健人
金额：
$ 1.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K21297/
关键词：
筋骨格ヒューマノイド開放型関節靭帯拘束深層学習

项目摘要

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.

今年，我们主要进行（1）使用开放的接头和韧带进行软限制的集成3D打印机建模方法和压力传感器实施，（2）在模拟器，身体参数优化策略上繁殖和学习肌肉骨骼模型，（3）肌肉和肌肉和肌腱配合物的发展和特征。（1）当使用人体模拟肌肉骨骼类人形生物的开放关节和韧带开发软束缚时，选择这些材料并实施压力传感器至关重要。作为使用3D打印机的柔性结构设计的一个例子，我们设计并实现了结合表皮，骨骼和脂肪层的肌肉骨骼手的运动。我们还使用分布式压力传感器为脚的整个周长开发了一种感觉测量技术，并基于这些感觉创建了运动。整合了这些柔性结构设计和传感器输入，该计划是实现柔软的限制和控制开口接头和韧带的控制。（2）为了优化模拟器上韧带和肌肉放置的设计，使用物理模拟器Mujoco构建了现有肌肉骨骼类人肌动物Musashi和Kengoro的肌肉骨骼模型。此外，我们开发了一项技术，可以根据命令任务real2SIM解决肌肉放置的设计优化问题，该问题填补了这些模拟与实际机器之间的差异。（3）最后，我们不仅专注于韧带，而且集中在肌肉和肌腱的柔韧性上，并设计了模仿人类肌肉肌腱复合物的肌肉。我们实施了肌肉的三维结构，这些结构通过填充身体来保护神经和骨骼，以及在各个方向上具有弹性的韧带的机制，并检查了它们的实用性。结合关节和韧带的构建，我们模拟了人体结构，并通过顺序学习将实现计划的身体控制。

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

多種ロボットの扱いと高応答性を両立したハードウェア抽象化デバイス制御プラットフォーム開発

开发可处理各种机器人并具有高响应性的硬件抽象设备控制平台。

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
三木章寛;板東正祐;永松祐弥;河原塚健人;利光泰徳;平岡直樹;岡田慧;稲葉雅幸
通讯作者：
稲葉雅幸

Design of a Five-Fingered Hand with Full-Fingered Tactile Sensors Using Conductive Filaments and Its Application to Bending after Insertion Motion

使用导电丝的全指触觉传感器五指手的设计及其在插入运动后弯曲中的应用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Miyama;S. Hasegawa;K. Kawaharazuka;N. Yamaguchi;K. Okada;M. Inaba
通讯作者：
M. Inaba

筋骨格ヒューマノイドによる動作周期の探索に基づくロープ投げ操作の実現

基于运动周期搜索的肌骨骼人形抛绳动作的实现

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
三木章寛;板東正祐;河原塚健人;李林嘉元;岡田慧;稲葉雅幸
通讯作者：
稲葉雅幸

Imitation Behavior of the Outer Edge of the Foot by Humanoids Using a Simplified Contact State Representation

DOI：
10.1109/iros47612.2022.9981673
发表时间：
2022-10
期刊：
2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
影响因子：
0
作者：
Yoshimoto Ribayashi;Kento Kawaharazuka;Yasunori Toshimitsu;Daiki Kusuyama;Akihiro Miki;Koki Shinjo;Masahiro Bando;Temma Suzuki;Yuta Kojio;K. Okada;M. Inaba
通讯作者：
Yoshimoto Ribayashi;Kento Kawaharazuka;Yasunori Toshimitsu;Daiki Kusuyama;Akihiro Miki;Koki Shinjo;Masahiro Bando;Temma Suzuki;Yuta Kojio;K. Okada;M. Inaba

Deep Predictive Model Learning with Parametric Bias

具有参数偏差的深度预测模型学习

DOI：
10.7210/jrsj.40.784
发表时间：
2022
期刊：
Journal of the Robotics Society of Japan
影响因子：
0
作者：
山下歩;河原塚健人
通讯作者：
河原塚健人

DOI：
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作者：
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河原塚健人其他文献

大規模言語モデルを用いた情報検索のための coarse-tuning 手法の提案

提出一种使用大规模语言模型进行信息检索的粗调方法

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
三木章寛;板東正祐;永松祐弥;河原塚健人;利光泰徳;平岡直樹;岡田慧;稲葉雅幸;欅惇志，田中リベカ
通讯作者：
欅惇志，田中リベカ

可動眼球と自己身体を用いた距離認識機能の獲得

获得利用可动眼球和自身身体的距离识别功能

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
大村柚介;河原塚健人;永松祐弥;都築敬;鬼塚盛宇;古賀悠矢;西浦学;浅野悠紀;岡田慧;川崎宏治;稲葉雅幸;K. Kawaharazuka and K. Tsuzuki and M. Onitsuka and Y. Asano and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba;K. Kawaharazuka and S. Makino and K. Tsuzuki and M. Onitsuka and Y. Nagamatsu and K. Shinjo and T. Makabe and Y. Asano and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba;K. Kawaharazuka and K. Tsuzuki and S. Makino and M. Onitsuka and K. Shinjo and Y. Asano and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba;K. Shinjo and K. Kawaharazuka and Y. Asano and S. Nakashima and S. Makino and M. Onitsuka and K. Tsuzuki and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba;S. Nakashima and T. Shirai and K. Kawaharazuka and Y. Asano Y. Kakiuchi and K. Okada and M. Inaba;K. Kawaharazuka and K. Tsuzuki and M. Onitsuka and Y. Koga and Y. Omura and Y. Asano and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba;Y. Koga and K. Kawaharazuka and M. Onitsuka and T. Makabe and K. Tsuzuki and Y. Omura and Y. Asano and K. Okada and M. Inaba;K. Kawaharazuka and K. Tsuzuki and S. Makino and Y. Asano and K. Okada and M. Inaba;河原塚健人 and 都築敬 and 鬼塚盛宇 and 浅野悠紀 and 岡田慧 and 川崎宏治 and 稲葉雅幸;中島慎介 and 河原塚健人 and 浅野悠紀 and 垣内洋平 and 岡田慧 and 稲葉雅幸;西浦学 and 河原塚健人 and 鬼塚盛宇 and 浅野悠紀 and 岡田慧 and 稲葉雅幸;浅野悠紀 and 都築敬 and 河原塚健人 and 鬼塚盛宇 and 古賀悠矢 and 大村柚介 and 永松祐弥 and 真壁佑 and 藤井綺香 and 新城光樹 and 中島慎介 and 岡田慧 and 川崎宏治 and 稲葉雅幸;河原塚健人 and 牧野将吾 and 都築敬 and 鬼塚盛宇 and 永松祐弥 and 新城光樹 and 真壁佑 and 浅野悠紀 and 岡田慧 and 川崎宏治 and 稲葉雅幸;河原塚健人 and 都築敬 and 牧野将吾 and 鬼塚盛宇 and 新城光樹 and 浅野悠紀 and 岡田慧 and 川崎宏治 and 稲葉雅幸;都築敬 and 河原塚健人 and 真壁佑 and 鬼塚盛宇 and 牧野将吾 and 浅野悠紀 and 岡田慧 and 川崎宏治 and 稲葉雅幸
通讯作者：
都築敬 and 河原塚健人 and 真壁佑 and 鬼塚盛宇 and 牧野将吾 and 浅野悠紀 and 岡田慧 and 川崎宏治 and 稲葉雅幸

An Approach of Facilitated Investigation of Active Self-healing Tension Transmission System Oriented for Legged Robots

一种面向腿式机器人主动自愈张力传输系统的简易研究方法

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
大村柚介;河原塚健人;永松祐弥;都築敬;鬼塚盛宇;古賀悠矢;西浦学;浅野悠紀;岡田慧;川崎宏治;稲葉雅幸;K. Kawaharazuka and K. Tsuzuki and M. Onitsuka and Y. Asano and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba;K. Kawaharazuka and S. Makino and K. Tsuzuki and M. Onitsuka and Y. Nagamatsu and K. Shinjo and T. Makabe and Y. Asano and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba;K. Kawaharazuka and K. Tsuzuki and S. Makino and M. Onitsuka and K. Shinjo and Y. Asano and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba;K. Shinjo and K. Kawaharazuka and Y. Asano and S. Nakashima and S. Makino and M. Onitsuka and K. Tsuzuki and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba;S. Nakashima and T. Shirai and K. Kawaharazuka and Y. Asano Y. Kakiuchi and K. Okada and M. Inaba
通讯作者：
S. Nakashima and T. Shirai and K. Kawaharazuka and Y. Asano Y. Kakiuchi and K. Okada and M. Inaba

筋骨格ヒューマノイドにおけるタスク特化した動的自己身体制御の獲得 - 自動運転におけるペダル操作への応用 -

在肌肉骨骼类人机器人中获取特定任务的动态自我身体控制 - 在自动驾驶中踏板操作的应用 -

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
大村柚介;河原塚健人;永松祐弥;都築敬;鬼塚盛宇;古賀悠矢;西浦学;浅野悠紀;岡田慧;川崎宏治;稲葉雅幸;K. Kawaharazuka and K. Tsuzuki and M. Onitsuka and Y. Asano and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba;K. Kawaharazuka and S. Makino and K. Tsuzuki and M. Onitsuka and Y. Nagamatsu and K. Shinjo and T. Makabe and Y. Asano and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba;K. Kawaharazuka and K. Tsuzuki and S. Makino and M. Onitsuka and K. Shinjo and Y. Asano and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba;K. Shinjo and K. Kawaharazuka and Y. Asano and S. Nakashima and S. Makino and M. Onitsuka and K. Tsuzuki and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba;S. Nakashima and T. Shirai and K. Kawaharazuka and Y. Asano Y. Kakiuchi and K. Okada and M. Inaba;K. Kawaharazuka and K. Tsuzuki and M. Onitsuka and Y. Koga and Y. Omura and Y. Asano and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba;Y. Koga and K. Kawaharazuka and M. Onitsuka and T. Makabe and K. Tsuzuki and Y. Omura and Y. Asano and K. Okada and M. Inaba;K. Kawaharazuka and K. Tsuzuki and S. Makino and Y. Asano and K. Okada and M. Inaba;河原塚健人 and 都築敬 and 鬼塚盛宇 and 浅野悠紀 and 岡田慧 and 川崎宏治 and 稲葉雅幸;中島慎介 and 河原塚健人 and 浅野悠紀 and 垣内洋平 and 岡田慧 and 稲葉雅幸;西浦学 and 河原塚健人 and 鬼塚盛宇 and 浅野悠紀 and 岡田慧 and 稲葉雅幸;浅野悠紀 and 都築敬 and 河原塚健人 and 鬼塚盛宇 and 古賀悠矢 and 大村柚介 and 永松祐弥 and 真壁佑 and 藤井綺香 and 新城光樹 and 中島慎介 and 岡田慧 and 川崎宏治 and 稲葉雅幸;河原塚健人 and 牧野将吾 and 都築敬 and 鬼塚盛宇 and 永松祐弥 and 新城光樹 and 真壁佑 and 浅野悠紀 and 岡田慧 and 川崎宏治 and 稲葉雅幸;河原塚健人 and 都築敬 and 牧野将吾 and 鬼塚盛宇 and 新城光樹 and 浅野悠紀 and 岡田慧 and 川崎宏治 and 稲葉雅幸
通讯作者：
河原塚健人 and 都築敬 and 牧野将吾 and 鬼塚盛宇 and 新城光樹 and 浅野悠紀 and 岡田慧 and 川崎宏治 and 稲葉雅幸

Stable Tool-Use with Flexible Musculoskeletal Hands by Learning the Predictive Model of Sensor State Transition

通过学习传感器状态转换的预测模型，用灵活的肌肉骨骼手稳定地使用工具

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
大村柚介;河原塚健人;永松祐弥;都築敬;鬼塚盛宇;古賀悠矢;西浦学;浅野悠紀;岡田慧;川崎宏治;稲葉雅幸;K. Kawaharazuka and K. Tsuzuki and M. Onitsuka and Y. Asano and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba
通讯作者：
K. Kawaharazuka and K. Tsuzuki and M. Onitsuka and Y. Asano and K. Okada and K. Kawasaki and M. Inaba