Bipedal Robot Running: Human-like Actuation Timing Using Fast and Slow Adaptations

要約

私たちは受動的動的機構に基づいた人間サイズの二足歩行ロボットの開発を行っています。
人間の移動では、筋肉は走行中の歩行サイクルと同じ速度で活動します。
ロボットの適応走行を実現するには、そのような特性を再現して望ましい効果を生み出す必要があります。
本研究では、単純なバネ質量モデルと人間の筋骨格系を模倣したアクチュエータを備えた開発した二足歩行ロボットを使用して、人間のような走行を実現するための高速適応と低速適応を含む中央パターンジェネレータ（CPG）を設計しました。
私たちの結果は、速い順応と遅い順応によって、歩行サイクルに対して一定の筋肉発火率で人間のような走りを再現できることを示しています。
さらに、この結果は、CPG が人間のランニングにおける筋活動タイミングの調整に寄与していることを示唆しています。

要約(オリジナル)

We have been developing human-sized biped robots based on passive dynamic mechanisms. In human locomotion, the muscles activate at the same rate relative to the gait cycle during running. To achieve adaptive running for robots, such characteristics should be reproduced to yield the desired effect. In this study, we designed a central pattern generator (CPG) involving fast and slow adaptation to achieve human-like running using a simple spring-mass model and our developed bipedal robot, which is equipped with actuators that imitate the human musculoskeletal system. Our results demonstrate that fast and slow adaptations can reproduce human-like running with a constant rate of muscle firing relative to the gait cycle. Furthermore, the results suggest that the CPG contributes to the adjustment of the muscle activation timing in human running.

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