活用例
四脚バイオニックロボットの歩行の最適化
山東大学
14m×8m
四脚ロボット、バイオニックロボット、ロボットの姿勢
四脚ロボット
12のMars 2Hモーションキャプチャーカメラ

我が国はユーラシア大陸の東南部に位置して、環太平洋地震帯とユーラシア地震帯の間に位置して、地震がよく発生する国です。ここ数年来、四川ブン川、北川、雅安地震、青海玉樹などの区域の地震は大量の人員の死傷をもたらしました。被災区域には一面の廃墟で、でこぼこで行きにくいので、救援隊が介入しても、間もなくなくなる生命を直ちに救う一部の救援器械は、大きくて重く、わりに多い人力で運搬する必要があるため、依然として現場を持って入りにくいです。

しかし、ロボットはこの難題を解決することができます。21世紀の初め、米国ボストン動力公司は四脚ロボットの「Big Dog」を研究開発し出しましたが、それはもっぱら米国の軍隊に設計して研究したもので、山に登って川をかち渡ることができる同時に、わりに重い負荷を積載することができて、その上で走るスピードが甚だしきに至っては人類を上回ったのです。「Big Dog」ロボットはコンピュータを内蔵して、環境の変化によって進行の姿勢を調整することができます。それは前行のルートを設定することができるとともに、長距離で操縦することもできますから、軍事と災害救済において重大な意義を持っています。

わが国の研究者達は同様に負けませんが、いくつの大学は四脚バイオニックロボットの最前線の技術をめぐって、十分に四脚動物と環境の相互作用メカニズム、歩行の研究、および突然発生情況での応急制御方法の研究を展開して、四脚ロボットの生体工学歩行計画方法、動態安定性の判断方法と外部の強い妨害での自己適応安定回復方法を構築しました。モーターを動力源とする四脚ロボットの液圧駆動特性に対して、非線型制御方法を利用して、ロボットの液圧シリンダーの動力の激しい変化、電気油圧サーボバルブの死区特性を克服して、ロボットの妨害抵抗サーボ制御を実現して、ロボットの運動の安定性を保証して、ロボットモーター液圧ポンプの負荷の安定的な出力の非線型制御方法、および四脚ロボットの高速運動中における腿部のサポート状態の安定的な切替の非線型変更構造の制御を研究して、四脚バイオニックロボットの複雑な地形環境での安定的な制御を実現しました。

研究開発中に、正確にロボットの運動歩行の情報を採集するために、研究開発者達は度量科技社に技術サポートを求めて、調整して、障害を越える行為を最適化するように、NOKOV光学式三次元モーションキャプチャーシステムを借りて、室外でバイオロボットの運動姿勢を捕らえることを希望しました。

国家地震緊急救援訓練基地の試験場で、度量科技社のエンジニアは長さの14mで、幅の8mの室外場所で、三脚で12のNOKOV Mars 2Hカメラを設けて、同時にユーザーにバイオロボットの「胴」と「四肢」の関節部分にマーカー(Marker)を貼り付けるように協力しました。システムは60hzのサンプリング周波数で数組のロボットの運動過程を採集して、そして各関節のサブミリメートルに精確された座標データをエクスポートしましたが、ユーザーは更にこれらのデータを開発専用分析ツールに導入して分析を行って、ロボットの姿勢を確認して、改善案を制定しました。


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