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

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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.