終末強制回旋機構を備えた人体模倣膝機構の実装と筋骨格ヒューマノイドによる環境接触下における動作実現

摘要

私たち研究グループは，ヒューマノイドが複雑化し，冗長度が増加したとしても，人間ができている動作や身体の使い方において重要なものであれば，その複雑度や冗長度を与え，それを利用する行動の実現法を明らかにしていくことが重要と考えて，人体の解剖学的な再現を目指した人体模倣筋骨格ヒューマノイド「腱志郎」（Fig.2，左図）の開発に取り組んでおり，人体の筋骨格構造を模したロボット機構および構造の開発や人間のような歩行やバランス動作の実現を目指し，多角的に研究に取り組んでいる．その中でも，腱志郎の膝関節は，人体の膝関節機能の模倣により，膝関節に回旋自由度とそのロック機構からなる終末強制回旋機構（Screw-Home Mechanism，以下SHM）を備えている．本稿においては，SHMを備えた膝関節の開発について述べ，機構に対する評価や膝関節の回旋自由度を利用した動作生成を行うことで，筋骨格ヒューマノイドにおける新しい膝関節機構の提案を行う．また，開発した膝関節の評価を通じて，人間の膝関節構造に対する考察を行い，機構を利用した動作実現をすることで，機構の有用性を示す．