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内力制御と励振に基づく大自由度柔軟移動ロボットの制御系設計論の確立

基于内力控制与激励的大自由度柔性移动机器人控制系统设计理论建立

基本信息

批准号：
17J00601
负责人：
増田容一
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は，励振と内力制御に基づいて，大自由度かつ柔軟な身体をもつ移動体の設計論を構築することである．申請者の昨年度の研究では，柔軟大自由度ロボットの設計論構築において重要なキー技術となる，とある新たな現象を発見した．すなわち「アクチュエータに内在する電気的受動特性を活用した運動パターンの生成現象」である．本現象では，センサやコントローラ・マイクロプロセッサの類を一切もたないロボットが，自然界の動物にみられる運動パターンを能動的に生成し，かつ状況に応じて運動パターンを適応的に選択するという驚くべき実験結果が得られた．これをうけた本年度の研究では，新現象の適用範囲の調査および理論的・数値的な解析を行った．これら成果により，「弱さの制御原理」を用いて大自由度かつ柔軟な身体をもつ移動体の設計論を構築するための初期調査が達成された．さらに，発見した新現象とその解析結果から着想を得て，本研究の目的である，大自由度かつ柔軟な身体をもつ移動体のための新しい分散型制御法を開発した．本制御法は，動物に備わる伸長反射機能に着想を得ており，ロボットの身体モデルを用いることなく大振幅の全身運動を生成することができる．また，上記で提案した分散型制御法と，動物に備わる生理的な機能との対応付けを行うことで，動物の運動生成原理の説明を試みている．本年度中に採択された学術誌（発表1-1）では，我々動物が数多もつ筋制御系のダイナミクス（今回は特に伸長反射系）が，動物の周期運動の生成・同期において重要な役割をもつことを数理的に示した．具体的には，筋-神経の相互作用モデルを非線形制御理論におけるルーリエ系の理論を用いた解析を行った．さらに，筋骨格アームモデルを用いたシミュレーションでは，複数の筋モデルが互いに協調・同期することで，アームモデル全体の共振モードが生成されることを示した．

The purpose of this study is to design and construct a flexible body with large degrees of freedom. The applicant's annual research is soft, large freedom, design theory, construction, important technology, and new phenomena. "Use of dynamic characteristics of internal electricity to generate phenomena of motion." This phenomenon is the result of animal activity in nature, which is the result of animal activity in nature. This year's research is aimed at investigating new phenomena and analyzing theoretical values. The results of this research are as follows: "Weak control principle" is used to construct the design theory of flexible body and mobile body with large freedom. The purpose of this study is to develop a new decentralized control method for flexible bodies with large degrees of freedom. The method for controlling the body movement of an animal is to prepare for the stretching reflex function of the animal and to generate a large-amplitude whole-body movement. In this paper, we propose a decentralized control method for animals, and try to explain the physiological functions and behaviors of animals. This year's academic records (Table 1-1) show that the number of animals in the world is increasing, and the number of animals in the world is increasing. The concrete structure of the interaction between muscle and brain is analyzed by nonlinear theory. In this case, the structure of the structure is not the same as that of the structure of the structure.