腿式运动控制方法的整合以及从力学和控制角度理解运动智能-猫眼课题宝

腿式运动控制方法的整合以及从力学和控制角度理解运动智能

批准号：

19500166

负责人：

KIMURA Hiroshi

金额：

$2.75万

依托单位：

Kyoto Institute of Technology (2008)The University of Electro-Communications (2007)

依托单位国家：

日本

项目类别：

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

财政年份：

2007

资助国家：

日本

项目状态：

已结题

起止时间：

2007 至 2008

来源：

https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19500166/

关键词：

知能ロボティックス知能機械姿勢制御とリズム運動制御の統合歩容の創発不整地動歩行脚負荷情報フルバウンド歩容機構の動特性と歩容 Leg Controller 非振動子CPG 姿勢制御と周期運動制御の統合筋骨格系ステッピング・シミュレーション

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四脚歩行において姿勢制御とリズム運動制御と統合することが出来る汎用脚式移動制御器を設計し力学シミュレータに実装した.脚のピッチ面内リズム運動は, 支持脚期から遊脚期への脚相遷移に脚負荷(leg loading/unloading)を用いた脚制御器(legcontroller, LC)により生成される. 脚負荷情報は対側脚間の負荷の移動, すなわち , ロール面内姿勢情報を含んでいるので,脚負荷情報に基づく脚相調節は, 脚間の協調(歩容)を直接的なLC 間結合なしで発生させることが出来るだけでなく, 歩容調節を通してロール面内姿勢制御を行うことが出来る. 我々は, この制御器が横方向外乱に対して歩行安定化の能力をある程度持つこと, ロール運動の振幅を減らす外乱に対しては同側脚間に上行の脚相調節機能が必要であることを示した. 結果として, 「支持脚期から遊脚期への脚相遷移に脚負荷を用いたLC」と「同側脚LC 間の上行脚相調節機構」という簡単な運動生成・制御機構により, 従来の手法では実現が困難であった「前庭感覚に基づく踏み出し反射を用いない長周期低速度での不整地動歩行」が可能であることを示した. また, 四脚走行の歩容生成においては前後脚ヒザ関節に取り付けられたバネの剛性比や重心の幾何中心からの偏差など機構の持つ特性が重要であることを数値解析,力学シミュレーション, 四脚ロボット実験により示し, 一周期に二回跳躍期があるフルバウンド走行が現れる条件を簡単な関節PD 制御との関係で明らかにした. これらの研究により, 四脚歩行・走行制御手法の統合と機構と制御両面からの運動知能の統一的理解が実現できた.

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