筋駆動・脊椎ロボット

柔軟な脊椎構造を持つロボット

• 脊椎型ロボット BeBe
  • 特徴
    • 空気圧人工筋を用いた機械的柔軟性
    • 人間の筋肉配置を参考にした人工筋の配置
    • 冗長性を持つ構造の制御法（センサ（画像）情報のフィードバックに基づく汎用性のある一制御法）
    • 冗長性を利用した外乱下や制約条件下でのタスクの遂行
  • 動作例（トラッキング動作）
    

• 脊椎構造を持つ四脚ロボット SQ43
  • 目的
    • 衝撃吸収性
    • 地面の形状になじむ性質を利用した未知の不整地での移動
    • 狭い場所での移動
  • 脊椎の柔軟性を生かした姿勢
    
  • 動作例
    

• 可変な柔軟構造を持つ人間型ロボット Hanzou-S
  • 目的
    • 柔軟性の動的変更による状況に応じた柔軟性の調節
    • 衝撃時に柔軟にすることによる衝撃吸収
    • 柔軟構造を含むロボットの動的動作
  • 体幹部の柔軟性を調節しながらのブラキエーション
    

• 可変柔軟構造を含むシミュレーション環境
  • 目的
    • 柔軟構造を含むロボット全体の挙動予測
    • 学習や遺伝的アルゴリズムとの組み合わせによる動作生成
    • 柔軟性の動的変更のシミュレート
  • ソフトウェア構成
    
  • 可変柔軟構造の体幹部を持つ人間型ロボットのシミュレーション
    
  • 柔軟な脊椎構造を持つ四脚ロボットのシミュレーションにより生成された動作 （シミュレーション・実機）
    

• 多自由度柔軟脊椎を持つ全身型ロボット
  • 目的
    • 剛と柔とを使い分けた動作
    • 多自由度を利用した動作
  • 動作例 （体操・脊椎の動き・硬さ調節）
    

• 多自由度柔軟脊椎を持つ人間型ロボットCla
  • 目的
    • 脊椎を利用した全身行動
  • 動作例 （座った状態で動作・床の物を拾い置く・物を投げる）
    

• 今後の研究課題
  • 全身行動の生成法
  • 関節制御パラメータの適応的変更
  • エネルギ蓄積の利用

• 参考文献
  1. Ikuo Mizuuchi, Shigenori Yoshida, Masayuki Inaba, and Hirochika Inoue: ``The Development and Control of the Flexible-Spine of a Human-Form Robot'', Advanced Robotics, Vol.17, No.2, pp.179--196， 2003
  2. Ikuo Mizuuchi, Masayuki Inaba, and Hirochika Inoue: ``A Flexible Spine Human-Form Robot --- Development and Control of the Posture of the Spine ---'', Proceedings of the 2001 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp.2099--2104， 2001
  3. 水内 郁夫， 原 朗人， 稲葉 雅幸， 井上 博允： “多自由度脊柱を持つ全身行動体のための体幹の腱駆動拮抗制御”， 第１８回日本ロボット学会学術講演会予稿集， 第３巻， pp.1459--1460， 2000
  4. 原 朗人， 水内 郁夫， 稲葉 雅幸， 井上 博允： “拮抗腱駆動型多関節体幹を有する全身行動体”， 第１８回日本ロボット学会学術講演会予稿集， 第３巻， pp.1433--1434， 2000
  5. 水内 郁夫， 稲葉 雅幸， 井上 博允： “可変柔軟構造を持つ人間型ロボットのシミュレーション環境”， 第１７回日本ロボット学会学術講演会予稿集， 第３巻， pp.1197--1198， 1999
  6. 水内 郁夫， 松木 健， 稲葉 雅幸， 井上 博允： “柔軟脊椎構造を持つ四脚ロボットのGAによる動作生成”， 第１７回日本ロボット学会学術講演会予稿集， 第１巻， pp.199--200， 1999
  7. 川島 俊嗣， 水内 郁夫， 山口 博明， 加賀美 聡， 稲葉 雅幸， 井上 博允： “空気圧人工筋を用いた冗長性を持つ脊椎型ロボット”， 日本機会学会ロボティクス・メカトロニクス講演会’９９講演論文集， 2A1-47-081， 1999
  8. 松木 健， 水内 郁夫， 加賀美 聡， 稲葉 雅幸， 井上 博允： “柔軟な脊椎機構を持つ四脚歩行ロボットの動作生成と行動制御”， 日本機会学会ロボティクス・メカトロニクス講演会’９９講演論文集， 1P2-42-063， 1999
  9. 水内 郁夫， 松木 健， 稲葉 雅幸， 井上 博允： “柔軟構造を含む人間型ロボットのシミュレーション環境と実ロボットの動作生成への適用”， 日本機会学会ロボティクス・メカトロニクス講演会’９９講演論文集， 2A1-47-085， 1999
  10. 松木 健， 水内 郁夫， 加賀美 聡， 稲葉 雅幸， 井上 博允： “脊椎構造を持つ四脚ロボットとそのシミュレーション環境”， 第１６回日本ロボット学会学術講演会予稿集， 第１巻， pp.85--86， 1998
  11. 水内 郁夫， 松木 健， 稲葉 雅幸， 井上 博允： “可変な柔軟構造の体幹部を持つ人間型ロボットへの取り組み”， 第１６回日本ロボット学会学術講演会予稿集， 第２巻， pp.825--826， 1998

腱駆動型ロボット

• 全身筋駆動型ヒューマノイドロボットTH1

• 参考文献
  1. 山口 博明， 陰山 竜介， 稲葉 雅幸， 井上 博允： “ワイヤ拮抗駆動型３次元２足歩行ロボットの開発 ---腱駆動型ヒューマノイドロボットの研究（その１）---”， 第１７回日本ロボット学会学術講演会予稿集， pp.359--360， 1999
  2. 陰山 竜介， 西脇 光一， 加賀美 聡， 山口 博明， 稲葉 雅幸， 井上 博允： “交代磁場を用いた球ジョイントの3軸角度検出センサ ---腱駆動型ヒューマノイドロボットの研究(その2)---”， 第１７回日本ロボット学会学術講演会予稿集， pp.357--358， 1999
  3. 山口 博明， 長嶋 功一， 陰山 竜介， 稲葉 雅幸， 井上 博允： “腱駆動型ヒューマノイドロボットの開発”， 第5回ロボティクスシンポジア予稿集， pp.323--326， 2000

脊椎を持つ全身腱駆動型ヒューマノイド

• 脊椎を持つ全身腱駆動型ヒューマノイド腱太

• 目的
  • 脊椎を利用した全身行動
  • 人間らしい動作
  • 複雑な構造の多自由度ロボットの開発法・制御法
• 動作例 （立って側屈・教示動作再生・眼球首脊椎協調トラッキング）
  

• 参考文献
  1. 水内 郁夫, 和井田 博則, 吉海 智晃, 中西 雄飛, 稲葉 雅幸, 井上 博允: ``筋骨格脊椎ヒューマノイドとその筋駆動腰脚部の構成法に関する研究``, 第24回バイオメカニズム学術講演会SOBIM2003講演予稿集, pp.21--24, 2003
  2. 吉海 智晃, 西田 武史, 大竹 智尚, 水内 郁夫, 稲葉 雅幸, 井上 博允: ``冗長干渉駆動系の制御戦略模索のための筋配置可変型ハンドの開発``, 第24回バイオメカニズム学術講演会SOBIM2003講演予稿集, pp.29--32, 2003
  3. 水内 郁夫, 吉海 智晃, 吉田 成徳, 中西 雄飛, 大竹 智尚, 稲葉 雅幸, 井上 博允: ``複雑な身体構造のロボットの情報システムの研究``, 第21回日本ロボット学会学術講演会講演論文集, 3H33, 2003
  4. 水内 郁夫, 和井田 博則, 中西 雄飛, 吉海 智晃, 稲葉 雅幸, 井上 博允: ``筋の追加・配置変更が容易な人間規範筋骨格型ロボットの腰脚部'', 第21回日本ロボット学会学術講演会講演論文集, 1C29, 2003
  5. 水内 郁夫, 中西 雄飛, 吉海 智晃, 稲葉 雅幸, 井上 博允: ``冗長筋骨格型ヒューマノイドの身体情報を獲得するソフトウェアシステム'', 第21回日本ロボット学会学術講演会講演論文集, 1C2a, 2003
  6. 吉海 智晃, 水内 郁夫, 稲葉 雅幸, 井上 博允: ``連続タスクにおける強化学習手法を用いたヒューマノイドKentaの型模倣行動獲得'', 第21回日本ロボット学会学術講演会講演論文集, 2A28, 2003
  7. Ikuo Mizuuchi, Tomoaki Yoshikai, Daisuke Sato, Shigenori Yoshida, Masayuki Inaba, and Hirochika Inoue: ``Behavior Developing Environment for the Large-DOF Muscle-driven Humanoid Equipped with Numerous Sensors'', In Proceedings of the 2003 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp.1940--1945, 2003
  8. Tomoaki Yoshikai, Shigenori Yoshida, Ikuo Mizuuchi, Daisuke Sato, Masayuki Inaba, and Hirochika Inoue: ``Multi-sensor guided behaviors in whole body tendon-driven humanoid Kenta'', Proceedings of the 2003 IEEE Conference on Multisensor Fusion and Integration for Intelligent Systems(MFI), pp.--, 2003
  9. Tomoaki Yoshikai, Ikuo Mizuuchi, Daisuke Sato, Shigenori Yoshida, Masayuki Inaba, and Hirochika Inoue: "Behavior System Design and Implementation in Spined Musle-Tendon Humanoid 'Kenta'", Journal of Robotics and Mechatronics, Vol.15, No.2, pp.143--152, 2003
  10. 吉海 智晃， 水内 郁夫， 稲葉 雅幸， 井上 博允: ``聴覚反応行動のための音情報処理系の構築と腱太における実装'', 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'03講演論文集， 2A1-1F-E4, 2003
  11. Masayuki Inaba, Ikuo Mizuuchi, Ryosuke Tajima, Tomoaki Yoshikai, Daisuke Sato, Koichi Nagashima, and Hirochika Inoue: ``Building Spined Mustle-Tendon Humanoid'', Robotics Research , ISRR2001， pp.1--15, 2002
  12. 水内 郁夫， 吉海 智晃， 佐藤 大輔， 吉田 成徳， 稲葉 雅幸， 井上 博允: ``脊椎を持つ全身腱駆動ヒューマノイド腱太によるブランコ動作'', 日本ロボット学会創立20周年記念学術講演会講演論文集， 1C38, 2002
  13. 吉海 智晃， 水内 郁夫， 佐藤 大輔， 吉田 成徳， 稲葉 雅幸， 井上 博允: ``ヒューマノイド腱太の模倣行動における随意・反射行動の統合'', 日本ロボット学会創立20周年記念学術講演会講演論文集， 1C36, 2002
  14. 佐藤 大輔， 水内 郁夫， 吉海 智晃， 稲葉 雅幸， 井上 博允: ``感覚情報を持つロボットによる人間の意図認識動作システム'', 日本ロボット学会創立20周年記念学術講演会講演論文集， 3G19, 2002
  15. Ikuo Mizuuchi, Ryosuke Tajima, Tomoaki Yoshikai, Daisuke Sato, Koichi Nagashima, Masayuki Inaba, Yasuo Kuniyoshi, and Hirochika Inoue: "The Design and Control of the Flexible Spine of a Fully Tendon-Driven Humanoid ``Kenta''", Proceedings of the 2002 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp.2527--2532, 2002
  16. 吉海 智晃， 佐藤 大輔， 但馬 竜介， 水内 郁夫， 國吉 康夫， 稲葉 雅幸， 井上 博允: ``ヒューマノイド腱太における随意・反射・状況反応行動の統合による適応性の実現'', 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'02講演論文集， 2P2-L06, 2002
  17. 水内 郁夫， 但馬 竜介， 長嶋 功一， 吉海 智晃， 佐藤 大輔， 稲葉 雅幸， 國吉 康夫， 井上 博允: ``多種入出力を持つ全身腱駆動脊椎ヒューマノイド腱太のための拡張可能な通信システム構成'', 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'02講演論文集， 1P1-F02, 2002
  18. Masayuki Inaba, Ikuo Mizuuchi, Ryosuke Tajima, Tomoaki Yoshikai, Koichi Nagashima, and Hirochika Inoue: ``Building Spined Muscle-Tendon Humanoid'', Proceedings of International Symposium on Robotics Research, 2001
  19. 稲葉 雅幸， 長嶋 功一， 水内 郁夫， 但馬 竜介， 吉海 智晃， 國吉 康夫， 井上 博允： “脊椎を持つ全身腱駆動ヒューマノイド「腱太」の開発 --- 脊椎を持つ全身腱駆動ヒューマノイド「腱太」 (その1) ---”， 第19回日本ロボット学会学術講演会予稿集， pp.775--776， 2001
  20. 水内 郁夫， 稲葉 雅幸， 長嶋 功一， 但馬 竜介， 吉海 智晃， 國吉 康夫， 井上 博允： “全身型ヒューマノイドの多自由度柔軟脊椎構造の設計と制御 --- 脊椎を持つ全身腱駆動ヒューマノイド「腱太」 (その2) ---”， 第19回日本ロボット学会学術講演会予稿集， pp.777--778， 2001
  21. 但馬 竜介， 水内 郁夫， 吉海 智晃， 長嶋 功一， 國吉 康夫， 稲葉 雅幸， 井上 博允： “球面ジョイントを用いたヒューマノイドの四肢構造 --- 脊椎を持つ全身腱駆動ヒューマノイド「腱太」 (その3) ---”， 第19回日本ロボット学会学術講演会予稿集， pp.779--780， 2001
  22. 吉海 智晃， 稲葉 雅幸， 水内 郁夫， 但馬 竜介， 長嶋 功一， 和井田 寛則， 國吉 康夫， 井上 博允： “脊椎を持つヒューマノイドにおける頭部構造と注視制御 --- 脊椎を持つ全身腱駆動ヒューマノイド「腱太」 (その4) ---”， 第19回日本ロボット学会学術講演会予稿集， pp.781--782， 2001
  23. 稲葉 雅幸， 水内 郁夫， 但馬 竜介， 吉海 智晃， 長嶋 功一， 和井田 寛則， 國吉 康夫， 井上 博允： “介護動作の訓練に利用可能なヒューマノイドの身体応答調節機能の研究 --- 脊椎を持つ全身腱駆動ヒューマノイド「腱太」 (その5) ---”， 第19回日本ロボット学会学術講演会予稿集， pp.783--784， 2001

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