急坂での歩行モデルの歩容の解析と制御の設計

摘要

受動歩行はMcGeer によって提唱された歩行原理の一つである[1]。受動歩行機はアクチュエータを持たず、初速度と重力のエネルギーのみを用いて緩やかな斜面の安定した歩行が可能である。その高いエネルギー効率と歩行がより人間のものに近いという特長により、受動歩行は近年注目を集めている。受動歩行の原理を規範として制御を加えた歩行原理は準受動歩行と呼ばれ、エネルギー追従制御[2]や仮想受動歩行[3]等の手法が考案されてきた。しかし、これらの手法は主に緩やかな斜面を対象に研究されてきた。二足歩行ロボットを我々の生活環境に適応させることを考えると、環境中の急な斜面や階段なども歩行できる事が望まれる。そこで本研究は急な斜面を対象とし、安定した歩行が可能な制御手法を設計することが目的である。まず急斜面での歩行が困難である理由を解析し、それを克服するための制御手法を提案する。そして提案された制御手法の安定性を考察する。