筋拮抗比と筋活性度を用いた空気圧駆動5指ロボットハンドの制御―非対称可動筋骨格モデルにおける筋拮抗比-関節角度関係の補正

摘要

医療·介護分野などで人間と同じ環境で活動するロボットは人間に接触する作業が多くなるため，高い安全性·柔軟性が要求される[1]．このような要求を満たす空気圧アクチュエータを駆動源としたロボット開発が盛hに行われている[2]．本研究では，そのようなロボットの代表例として低圧駆動型空気圧アクチュエータを用いた5 指ロボットハンドを取り上げ，関節の角度制御手法を提案することを目的とする．本研究で用いるロボットハンドの関節は，1 関節を駆動させるために拮抗した2 本の空気圧アクチュエータが用いられている筋骨格モデルである．これを制御するために，我々は人間が拮抗筋を協調させて運動することに注目し，屈筋と伸筋の圧力の比を用いた「筋拮抗比」と，屈筋と伸筋の圧力の和を用いた「筋活性度」という概念を用いた角度制御手法を提案する．本稿では，この提案手法を関節可動域が左右非対称である筋骨格関節モデルに筋拮抗比と関節角度の関係を補正する手法を提案する．さらに，提案手法を示指MP 関節に実装することで，フィードフォワード時の角度制御における精度が向上したことを報告する．