筋骨格ヒューマノイドにおける剛性調節学習機構に基づくダイナミック動作の実現

基于刚度调节学习机制的肌肉骨骼类人动态运动的实现

• 批准号: 11J08778
• 负责人: 太田 茂樹
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J08778/
• 关键词: 筋骨格ヒューマノイド; 非線形バネ要素; 肩関節

ロボットが人の生活環境で人の代わりに作業を行うためには,従来の自由度の低い高剛性のロボットでは難しい,外部環境との接触を伴ったダイナミックな動作を実現する必要がある.そこで,本研究では多自由度・機械的柔軟性を実現した筋骨格ヒューマノイドロボット『腱臓』を開発した.腱臓は機械的柔軟性を持たせるために全身に非線形バネ要素を内蔵し,各筋の機械的な剛性を調節できるようになっている.これにより関節に対し拮抗に配置した筋の機械的な剛性を調節することで関節の機械的剛性を調節し,従来の剛性の高いロボットでは対応の難しい衝撃を伴う動作においてもハードウェアを破壊することなく動作することが可能となった.また,特にロボットがタスクを行う上で重要な腕の可動範囲に大きく関与する肩関節において,腱臓ではより人間に近い動作・タスクを行える肩関節の構造を採用している.腱臓の肩関節機構は3自由度の肩甲胸郭関節を有し,肩甲上腕関節の動きと協調させることでより広い腕の可動範囲を実現している.また,開発した肩関節では腕と体幹が関節としてかみ合うのではなく,肩甲骨が筋によって支えられる構造とすることで,腕にかかる衝撃が体幹に伝わりにくくしている.このような複雑な肩関節機構では動作制御が困難になり,幾何モデルベースによる筋の長さ制御だけでは肩甲骨が体幹から離れてしまうなど適切な動作生成が難しくなってしまうが,幾何モデルによる長さ制御と同時に筋の張力を監視し,張力に応じて反射的に長さを調節するシステムを設けることで滑らかに動くようになっている.これにより,体幹を使ったドア開け動作や物体の持ち上げ動作など,全身を動かしながらの環境接触動作や衝撃を伴う動作をより積極的に行えるようになった.また,動作中に状況に応じて筋の剛性を自動で調節するシステムにより,状況に応じて高剛性にすることで姿勢のずれを抑制,または低剛性にすることで環境へのなじみ動作などを自動で調節することができるようになった.

In order to improve the living environment of human beings, human resources are required to operate with low degrees of freedom, low degrees of freedom, low degrees of freedom In this study, the flexibility of multi-degree-of-freedom machines is studied. The flexibility of the tendon machine is different from that of the whole body, and that of each tendon machine is different from that of the machine. In order to antagonize the configuration of the mechanical equipment, the mechanical properties of the machine, the mechanical properties of the machinery, the mechanical properties of You can use a wide range of information on your important wrists, your shoulders, your shoulders and your shoulders. There are three degrees of freedom in the shoulder gear, the shoulder armor, the chest, and the upper wrist, which can be detected in the range of motion. Open your wrists, your wrists. The machine is responsible for the operation of the torpedo, the body of the shoulder, the body of the shoulder, the body, the body and the body. The long-term reflection of the force does not affect the performance of the device. The body is responsible for the operation of the object, and the whole body is in contact with the environment, which is accompanied by the active action. In the course of the action, there is a situation in which there is an error in the behavior of the environment, and in the course of the action. in the course of the action, in the course of action, in the course of action.

项目成果

腱駆動ヒューマノイドのための筋配置ダイレクトマップ型ウェアラブル操縦デバイスの開発と応用

肌腱驱动类人肌肉排列直接映射可穿戴转向装置的研制与应用

• 发表时间: 2011
• 作者: 黒飛朋子;伊東信之;太田茂樹;伊沢多聞;長田将彦;中西雄飛;岡田慧;稲葉雅幸
• 通讯作者: 稲葉雅幸

Design of Powerful and Fiexible Musculoskeletal Arm by Using Nonlinear Spring Unit and Electromagnetic Clutch Opening Mechanism

采用非线性弹簧单元和电磁离合器打开机构的强大而灵活的肌肉骨骼臂的设计

• 发表时间: 2011
• 作者: Y.Nakanishi;N.Ito;T.Shirai;M.Osada;T.Izawa;J.Urata;K.Okada;M.Inaba
• 通讯作者: M.Inaba

筋骨格ヒューマノイドにおける線接触型肩甲胸郭による柔軟広可動肩関節の実現

利用线接触肩胸结构实现肌肉骨骼类人灵活且可广泛活动的肩关节

• 发表时间: 2012
• 作者: 中村弘毅;中野公彦;方芳;鄭仁成;大堀真敬;川原禎弘;高木隆史;太田茂樹
• 通讯作者: 太田茂樹

Development of musculoskeletal humanoid kenzoh with mechanical compliance changeable tendons by nonlinear spring unit

• DOI: 10.1109/robio.2011.6181655
• 发表时间: 2011-12
• 期刊: 2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
• 作者: Y. Nakanishi;Tamon Izawa;M. Osada;Nobuyuki Ito;S. Ohta;Junichi Urata;M. Inaba