-- 歩行ロボット (2009/09/24 21:48) - 1236PV

歩行ロボットについては、テレビなんかでも良く取り上げられます。
見た目が良いからだと思います。

見た目の良さというか、人間から見た親近感というのも、ロボットにとって重要な要素でしょう。
でも、実用上は、悪路でも移動できるというのが重要。

平坦な道だったら、車輪で移動するのが効率的です。
だから、人工の乗り物はたいてい車輪で移動してます。

逆に、車輪のついてる生物はいません。
これは、自然界が平坦な道ばかりではないからです。
そういうわけで、過酷な環境、たとえば災害の現場なんかで活躍するはずです。

歩行ロボットというのは、移動ロボットよりバランスをとるのが難しい。
車はよほどのことがない限り、車輪が地面から浮くことはありません。
逆に歩行ロボットは、進むために足を地面から浮かせなければなりません。



高校生の物理の話になります。
緩やかな坂に箱型の剛体が置かれた系を考えます。
この箱が倒れるかどうかを判断するにはどうしたら良いか?



これは、重心から重力を図示してみたら分かります。
これが、足元を貫いていれば倒れません。



坂が急だったら・・・?
重力の線が足元をはずしてしまっています。
この場合は、倒れます。

これを「静的バランスチェック」と言います。
歩行ロボットでも、重心が足元を貫いていれば立っていられます。

もしロボットが動いたらどうなるか?
これを「動的バランスチェック」と言います。

動くということは加速するということです。
加速するということは、慣性力が生じるということです。
今度は、重力だけでなく慣性力も考慮して、矢印がどこに行き着くかを考えます。



この点を「ゼロモーメントポイント」と言います。
かっこよく略して、「ZMP」です。
この図だと慣性力に負けて倒れてしまいます。

この箱は剛体で全体が同じ加速度を持つので、まだ計算が簡単です。
歩行ロボットでは、左右の脚や、腕や、そのリンクの部分やらで加速度はそれぞれ異なります。
全てに対して、慣性を計算してゼロモーメントポイントを導出する必要があるということですね。

ロボットを歩かせるというのは、少し考えただけでも大変そうです。

-- 参考文献
はじめてのロボット創造設計

-- 関連項目
はじめてのロボット創造設計
移動ロボット
腕型ロボット
腕型ロボット(2)

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