夢ナビ夢ナビは、さまざまな言葉をデータベースから検索・閲覧し、将来の進路を決める“きっかけ”を提供します。

講義No.04761

ロボットが挑む未来 ~君はロボットを動かすことができるか~

人間型ロボットを動かすのは「超」難しい

 普段歩くときに、自分の歩き方を意識する人はいないでしょう。重心の移動や関節への力のかかり具合などを、いちいち考える人はいないはずです。ところが、ロボットを二足歩行させるためには、それらを一つずつ分析する必要があります。人間型の二足で歩くロボットは、重心の位置が極めて不安定になりがちで、少し力を加えるだけで簡単に転んでしまうのです。同じ二足歩行の人間が転ばないのは、無意識のうちに重心位置を常に感知し、関節を動かしてバランスをとっているからです。この人の動きを学ぶ必要があります。

二足で歩くために大切な重心の移動

 センサのない二足歩行ロボットを転ばないよう歩かせるためには、重心を次のように移動させることが必要です。片足を上げて動かすときには、もう一方の足にしっかりと重心を乗せ、両足が地面に着いた時点で重心を体の真ん中に持ってくるのです。この動作を足を替えて交互に繰り返します。人間が歩くときのスムーズな動きとはかけ離れたぎこちない動きになってしまいます。このように重心位置を常に足で囲まれたエリアに維持する歩行を静歩行と呼びます。

センサで重心位置を掴み、力の加減を計算する

 人間の二足歩行は動歩行と呼びます。動歩行は重心の位置を常に動かしながらバランスを取る歩行方法です。では、ロボットは自分の重心位置の移動をどうやって把握するのでしょうか。それには、足の裏につけた圧力センサを使います。地面と接して生まれる圧力が、重心の位置を教えてくれるのです。重心位置の移動に合わせて、関節にかける力の加減を調整します。人間型ロボットの場合、両足で関節は合計12ありますが、力加減の調節は重心位置の移動を表す一つの数式に簡略化して考えることが可能です。運動エネルギーと位置エネルギーを合わせて考える数式、「ラグランジュ関数」と呼ばれる機械力学の基本的な方程式を解けるようになれば、ある程度ロボットを思いのままに動かすことができるのです。

脚型ロボットでさまざまな環境を移動しよう

夢ナビライブ2014 大阪会場

アイコン

人間型ロボットが原発で働く未来

アイコン

講義を視聴する(1分 その2)

アイコン

講義を視聴する(1分 その3)

アイコン

講義を視聴する(30分)

この学問が向いているかも ロボット工学、機械工学、情報科学

大阪市立大学
工学部 電気情報工学科 教授
田窪 朋仁 先生

先生の他の講義を見る
メッセージ

 ロボットと言えば、マンガやアニメを思い浮かべる人も多いでしょう。確かに世界で最初のロボットは、SF小説に描かれた空想の産物でした。けれども今やロボットは、ものづくりの現場でなくてはならない存在です。高齢社会での活躍も期待され、世界中で研究が進められています。そのロボットを扱うために必要な知識は、物理と数学(代数、幾何、微分、積分)です。ロボットに興味があるならぜひ、これらの科目をしっかりと学び、将来のロボット工学を担う人になってください。おもしろいですよ、ロボットは!

先生の学問へのきっかけ

 小学生の頃からガンダムなどのアニメに登場する、人が乗れるような大型の人間型ロボットを作ってみたいと考えていました。車や電車などの乗り物が大好きであった延長で、私のロボット像は友だちロボットやペットロボットではなく、自分で動かすことのできる機械としてとらえていました。どのような機構で動かし、どんな操縦方法で意のままに操れるのか?実際に作ることはできるのか?それらの興味は高校生になっても続いていました。大学を選ぶときは、ロボットの研究をしている大学の紹介パンフレットを参考に受験先を決定しました。

大学アイコン
田窪 朋仁 先生がいらっしゃる
大阪市立大学に関心を持ったら

 大阪市立大学は、日本最大の公立大学です。また、大阪市内唯一の総合大学であり、都市とともにある大学として、社会の発展に寄与する多くの人材を送り出してきました。全8学部と多彩なフィールドを用意しながらも、少人数授業で教員と学生が同じ目線で学習できるアットホームな大学です。自由な学風、最新設備等、本学には若い皆さんのチャレンジを後押しする環境が備わっています。是非大阪市立大学で学び夢をつかんでください!

TOPへもどる