無質量脚モデルとは? わかりやすく解説

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無質量脚モデル

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/05/15 05:37 UTC 版)

二足歩行ロボット」の記事における「無質量脚モデル」の解説

歩行ロボットを最も理想的な姿にしたのが無質量脚モデルで、理論上制御モデルである。脚の質量ゼロで完全剛体質量全て胴体にあると仮定する胴体重心位置股関節位置完全に一致する。したがって全身重心位置股関節一致する。 無質量脚モデルだと脚の動作重心変動しない。さらに股関節胴体重心位置一致しているのでモーメント力が発生せず、それを打ち消すためのトルク必要なく、従って足首トルク必要ない。床面への力と反動重心位置だけを考えればいいため運動方程式が簡単で、アクチュエータの数も最小限なので制御も簡単である。1980年頃歩行現象理論化のために無質量脚モデルが盛んに研究された。 無質量脚モデルは最も歩行実現しやすいモデルだが、現実製作することはもちろん不可能である。しかしそれに近いロボットに関する研究例は多い。日本では竹馬ロボット呼ばれる二足歩行ロボット1980年頃から研究されている。竹馬ロボットは腰の部分に脚を動作させるアクチュエータを持つ。脚は軽くするために伸縮するタイプが多い。原理的に人間の足(足首から下)に相当する部分は必要無いのだが、傾き検出するためにポテンショナのみを装備した足首を持つ。機構が単純で製作しやすく制御容易なので、ロボットにおける動歩行実現はこのタイプが最も早かった1982年東大下山勲らが竹馬ロボットによる動歩行について論文発表している。 欧米ではホッピングロボットあるいはホッピングマシンと言われ日本より研究進んでいる。ホッピングマシンで無質量脚モデルと言えるのは1本足や2本足のもので、1980年代から走行実現している。ただしホッピングロボットは飛び跳ねていないと倒れてしまうので歩行出来ない

※この「無質量脚モデル」の解説は、「二足歩行ロボット」の解説の一部です。
「無質量脚モデル」を含む「二足歩行ロボット」の記事については、「二足歩行ロボット」の概要を参照ください。

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