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講演抄録/キーワード
講演名 2012-09-20 13:05
四足歩行運動パターンを制御するアナログ回路設計の試み
前田義信久保田真仁新潟大)・鈴木康之野村泰伸阪大
技報オンラインサービス実施中
抄録 (和) 歩行のようなリズム運動は中枢パターン発生器(CPG)によって生成されると考えられている.Rybakら(2006)は生理学実験から得たデータを説明するために,Hodgkin-Huxley型方程式を用いた数理モデルを提案した.そこでは主動筋と拮抗筋を交互に活動させるための相互抑制型神経ネットワークが構成される.我々はこれまで,Rybakらの数理CPGモデルを回路CPGモデルで再現してきた.回路CPGモデルをロボットの歩行へ応用するためには,各肢の動きを制御する回路CPGモデル群を統一的に制御する上位レベルの回路が必要となる.例えば,四肢動物の歩行を再現するには,walk,trot,pace,gallop,boundとして知られるリズム運動(歩容)を再現する必要がある.本研究では,歩容の再現を目的に,四肢の各CPGを制御する上位レベルの回路を設計し,そのダイナミクスをSPICEシミュレーションで調べた.そして,唯一つのパラメータ値を変えるだけで四肢のリズム運動を再現する回路を構築した.本報告では各歩容の例を示す. 
(英) A rhythmic motion such as a locomotion is generated by the central pattern generator, or the CPG. Rybak et al. (2006) proposed a mathematical model using the Hodgkin-Huxley type equations to explain the experimental results. Their model was composed of reciprocally inhibited neural networks to activate alternating behaviors of agonist and antagonist muscles. We have constructed a hardware CPG model reproducing the mathematical CPG model proposed by Rybak et al. In order to apply the hardware CPG model to locomotion of industrial robots, it is necessary to add another circuit system onto the upper level to control all the hardware CPG models that manipulate the motion of the particular leg. For example, we need to reproduce rhythmic motion (gait), such as walk, trot, pace, gallop, and bound, to reproduce locomotion of four-leg animals in the robot. In this technical report, we designed a circuit network to control the activation of CPGs, and investigated the gait using the SPICE simulation. Furthermore, we showed that only the one parameter, which was the amplitude of the signal sent from the midbrain locomotor region (MLR), could change the gait.
キーワード (和) 中枢パターン発生器 / 歩容 / 負性抵抗 / リミットサイクル / / / /  
(英) Central pattern generator / Gait / Negative resistance / Limit cycle / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 112, no. 204, CAS2012-31, pp. 7-12, 2012年9月.
資料番号 CAS2012-31 
発行日 2012-09-13 (CAS, NLP) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380

研究会情報
研究会 NLP CAS  
開催期間 2012-09-20 - 2012-09-21 
開催地(和) 高知県立大学 永国寺キャンパス 
開催地(英) Eikokuji Campus, University of Kochi 
テーマ(和) 一般 
テーマ(英) General 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 CAS 
会議コード 2012-09-NLP-CAS 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 四足歩行運動パターンを制御するアナログ回路設計の試み 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) An Analog Circuit Design Controlling Quadruped Locomotion Patterns 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 中枢パターン発生器 / Central pattern generator  
キーワード(2)(和/英) 歩容 / Gait  
キーワード(3)(和/英) 負性抵抗 / Negative resistance  
キーワード(4)(和/英) リミットサイクル / Limit cycle  
キーワード(5)(和/英) /  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 前田 義信 / Yoshinobu Maeda / マエダ ヨシノブ
第1著者 所属(和/英) 新潟大学 (略称: 新潟大)
Niigata University (略称: Niigata Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 久保田 真仁 / Masahito Kubota / クボタ マサヒト
第2著者 所属(和/英) 新潟大学 (略称: 新潟大)
Niigata University (略称: Niigata Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 鈴木 康之 / Yasuyuki Suzuki / スズキ ヤスユキ
第3著者 所属(和/英) 大阪大学 (略称: 阪大)
Osaka University (略称: Osaka Univ.)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 野村 泰伸 / Taishin Nomura / ノムラ タイシン
第4著者 所属(和/英) 大阪大学 (略称: 阪大)
Osaka University (略称: Osaka Univ.)
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講演者
発表日時 2012-09-20 13:05:00 
発表時間 25 
申込先研究会 CAS 
資料番号 IEICE-CAS2012-31,IEICE-NLP2012-57 
巻番号(vol) IEICE-112 
号番号(no) no.204(CAS), no.205(NLP) 
ページ範囲 pp.7-12 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-CAS-2012-09-13,IEICE-NLP-2012-09-13 


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