ムカデ型多脚歩行ロボットの体節間関節と脚の統一的制御

摘要

近年，不整地において活躍するロボットが数多く開発されている．提案されている様々な形態のロボットの中でも，著者らは「ムカデ」を模倣した多数の脚と体節間に自由度を持つ多脚歩行ロボット（以下，ムカデ型ロボット）に着目している．ムカデ型ロボットの分散歩行制御法の一つとして「接地点追従法; Follow-the-Contact- Point（FCP）gait control」[2] が提案されている．接地点追従法は，最前脚が接地した点（接地点）に後に続く脚が接地するという生物のムカデの行動学的知見[3] に基づいた方法であり，各脚が隣接脚の状態に基づいて制御モードを切換える事象駆動型の分散制御となっている．最前脚が接地した点に後続の脚が接地するため，最前脚の接地点計画に基づいてロボット全体の歩行がなされる事となり，適切な接地点計画により高い安定性と踏破性能の実現が期待される．また文献[2] では受動体節間関節を持つムカデ型ロボットの制御法が提案されていたが，体節間関節を能動的に制御することでムカデ型ロボットは高い運動能力が発揮できると考えられる．実際に同じく体節間関節を持つ蛇型ロボットでは，その特殊な形態を生かした様々な不整地踏破ロボットが開発されている．本稿では接地点追従法を制御のベースとしながら，接地点計画及び経路計画に基づいたムカデ型ロボットの体節間関節及び脚の分散制御手法を提案する．前述したように，接地点追従法を用いることで接地点のグローバルな位置が各体節間で保存される．この接地点位置情報を用いて体節の目標経路を伝達することにより，各モジュールがローカル情報のみを用いて体節のグローバルな位置と姿勢を制御する事が可能となる．最後に物理シミュレータ上での実装結果を用いて提案手法の有効性を示す．