Design Optimization of Musculoskeletal Humanoids with Maximization of Redundancy to Compensate for Muscle Rupture

要約

筋骨格のヒューマノイドにはさまざまな生体模倣の利点があり、可変剛性制御を可能にする冗長筋の配置が最も重要なものの1つです。
この研究では、冗長性の1つの特徴に焦点を当てます。これにより、筋肉の1つが壊れてもヒューマノイドが動き続けることができます。これは、多くの研究では対処されていない利点です。
この利点を最大限に活用するために、筋肉の配置の設計は、1つの筋肉が壊れたときに発揮できる最小利用可能なトルクの最大化を考慮することにより最適化されます。
この方法は、シミュレーションを備えた筋骨格系ヒューマノイドムサシの肘に適用され、設計ポリシーは最適化結果から抽出され、その有効性は実際のロボットで確認されます。

要約(オリジナル)

Musculoskeletal humanoids have various biomimetic advantages, and the redundant muscle arrangement allowing for variable stiffness control is one of the most important. In this study, we focus on one feature of the redundancy, which enables the humanoid to keep moving even if one of its muscles breaks, an advantage that has not been dealt with in many studies. In order to make the most of this advantage, the design of muscle arrangement is optimized by considering the maximization of minimum available torque that can be exerted when one muscle breaks. This method is applied to the elbow of a musculoskeletal humanoid Musashi with simulations, the design policy is extracted from the optimization results, and its effectiveness is confirmed with the actual robot.

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