四脚ロボットを用いた四足動物の歩容生成・遷移・適応メカニズムの構成論的理解

使用四足机器人对四足动物的步态生成、转换和适应机制进行建设性理解

• 批准号: 22KJ2036
• 负责人: 古殿 幸大
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2036/
• 关键词: 構成論的アプローチ; 歩容生成; split-belt適応; 脊髄ネコモデル; 構成論的アプローチ; 歩容生成; split-belt適応; 脊髄ネコモデル

四足動物としてネコの歩容生成メカニズムを，感覚-運動レベルで構成論的に理解することを目指している．そのためには，感覚フィードバックを通して脊髄がどのようにリズムや歩容を生成するのか理解することが重要である．本研究は脊髄機能に着目し，構成論的モデルとしての「脊髄ネコモデル」を提唱する．以下で述べるロボット実験やシミュレーションでは，この脊髄ネコモデルを制御器として用いた．歩容遷移実験の準備として，脚からの感覚情報の一種である腰伸展・屈曲と歩容の関係を調べるため，歩容生成シミュレーションを行った．腰伸展・屈曲の変化として各脚の脚軌道における着地点と離地点を変化させることで，生成される歩容に変化が見られたことを確認した．これらの結果を基に歩容遷移の再現実験ならびに，歩容遷移メカニズムの構成論的理解を目指す．歩容適応実験として，左右ベルト速度が異なるsplit-belt適応実験を行う．脊髄レベルでの適応メカニズムを構成論的に理解するため，脳幹などからの上位指令を仮定しない後2脚でのsplit-belt適応実験を行っている．ベルト引張りによりfast-legの腰伸展が増大したときに各脚の遊脚期間を調節する「脊髄反応」を加えることで，split-belt適応の一つである「early adaptation」が出現することをロボット実験により確認した．これらの結果を基に，歩容適応メカニズムの構成論的理解を目指す．

目的是在感觉运动水平上以构成方式理解猫中步态产生的机制。为此，重要的是要了解脊髓如何通过感觉反馈产生节奏和步态。这项研究的重点是脊髓功能，并提出“脊髓猫模型”作为组成模型。在下面描述的机器人实验和模拟中，该脊柱CAT模型被用作控制器。为了准备步态过渡实验，我们进行了步态产生模拟，以研究腰部伸展与屈曲之间的关系，腿部的一种感觉信息以及步态产生。我们证实，随着腰部伸展和屈曲的变化，通过更改腿部腿部腿部每条腿的着陆点和起飞点可以观察到生成步态的变化。基于这些结果，我们旨在再现步态过渡以及对步态过渡机制的建设性理解。作为步态适应实验，我们将使用不同的左侧和右皮带速度进行拆分皮带适应实验。为了以组成型的方式了解脊髓水平的适应机制，我们进行了双腿的分裂适应实验，而没有假设脑干的较高命令，等等。等等，以调整脊髓响应以调整皮带张力时，当皮带张力的腰部延伸时，我们证实了快速的腰部延伸，我们证实了机器人的早期经验，即“一项拆分”，“一项”，“一个”，“一项”。基于这些结果，我们旨在提供对步态适应机制的建设性理解。