能動的に柔軟性調節可能な変形肉質外装を有するヒューマノイドの環境適応行動の実現

实现具有可变形肉质外部、可主动调节灵活性的类人动物的环境适应性行为

• 批准号: 11J08836
• 负责人: 小林 一也
• 金额: $ 1.22万
• 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 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J08836/
• 关键词: 能動的柔軟可変外装; 能動的柔軟性可変外装

本研究では, 実地不整地環境での転倒に対応できる等身大ヒューマノイドの実現のために, 自ら形状や容積を変形・展開する能動緩衝外装を開発した. 「緊急行動」ではなく「通常行動」と同列に転倒を可能とする能動緩衝外装, 外装利用後の形状復元のための排出・再収縮構造, 空圧供給源の再装填機構を開発することで, 転倒時自己保護行動を可能とする等身大ヒューマノイドの構成法を提案した.(A)前年度までに等身大ヒューマノイドの能動緩衝外装の設計・開発と, 外装へ空圧供給するインフレータの利用について研究してきた. 本年度ではさらに, 簡易なハンドでも利用可能なインフレータのカートリッジ化設計を行った.(B)外装内気体を素早く排出する専用ドレインバルブを開発し, 繰り返し利用可能な能動緩衝外装の排出・復帰動作を実現した.(C)等身大二脚ヒューマノイドを用いて, 能動緩衝外装の検証実験を行った. 転落実験では, 直立姿勢から転落する動作において能動緩衝外装を用いて転倒衝撃を緩和した着地動作を実現した. また外乱転倒では, 外乱荷重に対して後方へ転倒する動作を示し, 能動緩衝外装を利用しない場合の着地衝撃60Gに対して瞬間的な外装充填展開をもって30G以下に抑えた. 次にヒューマノイドHRP2を用いて, 転倒角度と転倒方向を瞬間的に判定し, 体幹をひねり転倒方向へ能動緩衝外装を押し出す自己保護行動を示した. さらに(1)インフレータ装填(2)能動緩衝外装展開(3)形状復帰(4)カートリッジ排莢・交換によって繰り返し能動緩衝外装を利用できることを示した.本研究によって従来必須であった安全吊り具の庇護から脱却できる等身大ヒューマノイドが実現された. 従って能動的外装を環境に応じて変形させつつ, 人間の介助無しに実地環境で活躍できる新しいヒューマノイドの構成法を示し, その応用可能性を示した.

This study で は, be not ploughing environment で の planning pour に 応 seaborne で き る life-size big ヒ ュ ー マ ノ イ ド の be presently の た め に, since ら shape や volume を - shape, expand す る dynamic buffer a を open outside 発 し た. "urgent action" で は な く "usually" と に within the same column planning may pour を と す る dynamic buffer outside outfit, Dressing after using の shape recovery の た め discharge の, then 収 structure, empty 圧 supply source の recharge institutions を open 発 す る こ と で, planning down their protection action を may と す る life-size big ヒ ュ ー マ ノ イ ド の composition method proposed を し た. (A) before the annual ま で に life-size big ヒ ュ ー マ ノ イ ド の dynamic buffer A の outside design, open 発 と, The external へ air compressor supply する フレ フレ フレ タ タ タ た is utilized by に て て て て to study て て た た た. This year で は さ ら に, simple な ハ ン ド で も may use な イ ン フ レ ー タ の カ ー ト リ ッ ジ line design を っ た. (B) a 気 body を element inside outside early く discharge す る 専 with ド レ イ ン バ ル ブ を open 発 し, Qiao り return し may use な dynamic buffer a の outside eduction, complex 帰 action を be presently し た. (C) life-size sophomore foot ヒ ュ ー マ ノ イ ド を with い て, dynamic buffer outside の 検 card be 験 を line っ た. Planning to fall be 験 で は, upright posture か ら planning falls す る action に お い て dynamic cushioning dressing を い て planning pour blunt shock を ease し た ground motion を be presently し た. ま た outside disorderly planning pour で は, outside the random load に し seaborne て rear へ planning pour す る action を し, Dynamic buffer a を outside using し な い occasions の ground blunt shock 60 g に し seaborne て な a pack outside of instant を も っ て below 30 g に え suppression た. Time に ヒ ュ ー マ ノ イ ド HRP2 を with い て, planning pour point と planning direction を instant に determine し, Somatic を ひ ね り planning down direction へ dynamic buffer a を outside bet し out す を protection action in し た. さ ら に (1) イ ン フ レ ー タ loading (2) dynamic buffer a spread (3) outside shape after 帰 (4) カ ー ト リ ッ ジ row of pod, exchange に よ っ て Qiao り return し dynamic buffer a を outside using で き る こ と を shown し た. This study に よ っ て 従 to must で あ っ た safety り asylum with の か ら off but で き る life-size big ヒ ュ ー マ ノ イ ド が be presently さ れ た. 従 っ て motile を outside environment に 応 じ て - shaped さ せ つ つ, human の mobility without し に be ground environment で active で き る new し い ヒ ュ ー マ ノ イ ド の composition method を し, そ の 応 possibility with を shown し た.

项目成果

関節脱臼復帰機能を備えた柔軟性分布外装ヒューマノイドによる転倒・転落衝撃吸収動作の実現

利用具有关节脱位恢复功能的柔性分布式外部人形机器人实现跌倒/跌倒减震运动

• 发表时间: 2011
• 作者: 小林一也;吉海智晃;後藤健文;稲葉雅幸
• 通讯作者: 稲葉雅幸

臀部に能動的可変な柔軟肉質外装を有する小型ヒューマノイドによる転倒衝撃吸収動作の実現

臀部具有主动可变柔性肉质外部的小型人形物体实现跌倒减震行为

• 发表时间: 2011
• 作者: 小林一也;吉海智晃;稲葉雅幸
• 通讯作者: 稲葉雅幸

柔軟性多層分布外装と関節脱臼復帰機講を備えたロボットの転倒・転落時衝撃吸収自己保護行動の実現

配备柔性多层分布外装和关节脱位恢复机构的机器人在跌倒时实现减震和自我保护行为

• 发表时间: 2013
• 期刊: 日本ロボット学会誌
• 作者: 小林一也;吉海智晃;後藤健文;稲葉雅幸
• 通讯作者: 稲葉雅幸

小型大出力モータドライバ系による駆動力・即応性を備えた等身大ヒューマノイド用アームの設計と実装

使用小型高输出电机驱动系统设计和实现具有驱动力和快速响应的真人大小的人形手臂

• 发表时间: 2012
• 作者: 中岡卓也;浦田順一;伊藤佳人;小林一也;中西雄飛;岡田慧;稲葉雅幸
• 通讯作者: 稲葉雅幸

Development of Humanoid with Distributed Soft Flesh and Shock-Resistive Joint Mechanism for Self-Protective Behaviors in Impact from Falling Down

开发具有分布式软肉和抗冲击关节机构的人形机器人，用于跌倒冲击时的自我保护行为

• 发表时间: 2011
• 作者: Kazuya KOBAYASHI;Tomoaki YOSHIKAI;Masayuki INABA
• 通讯作者: Masayuki INABA