CREST│生物ロコモーションに学ぶ大自由度システム制御の新展開

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タイトル

ロボティクスグループ(石黒グループ)

大自由度を有するアメーバ型・ヘビ型・多脚型ロボットの

自律分散制御則の設計と実験的検証


 生物とロボットは構成材料こそ違いますが、ともに三次元力学環境下で振る舞う行動主体という意味では対等の存在であるということができます。この事実を踏まえると、「からくり」の本質を掴んだ数理モデルであれば、身体を構成する材料(モノ)が異なっていても同じような機能(コト)を発現できるはずです。「モノからコト」、さらには「モノからイキモノ」への創発原理を記述する数理モデルの妥当性の検証をロボットの構築を通して行うのが、本グループが担う「ロボティック・シンセティックバイオロジー(robotic synthetic biology)」です。

 現在開発中のロボットの一つは、アメーバ型ロボット Slimy です。本グループで開発した可変弾性素子(自然長やスティフネス係数を能動的に改変可能な素子)をネットワーク状につなげて構成した膜の中に非圧縮性の流体を封入した身体を持っています。可変形性と保存量の存在が制御系の簡素化や自律分散性の実現にどのような役割を果たしているかを、構成論的に検証しています。もう一つは、線虫やヘビの這行をモチーフにしたロボット HAUbot #1 です。粘菌やアメーバとは違う「固定形態型の身体」をもつ生物の制御系と身体系間にあるべき相互作用を、構成論的に検証しています。いずれのロボットも本プロジェクトで得られた Discrepancy という概念に基づいた制御を行っており、この方法の有用性が検証されてきています。

最終的には、制御系と身体系間相互作用のwell-balanced designとは何かを明らかにし、自律分散制御の設計原理の確立を目指したいと考えています。

氏名
フリガナ
所属
 
 石黒 章夫  イシグロアキオ  東北大学電気通信研究所
教授
 大脇 大  オオワキダイ  東北大学電気通信研究所
助教
 加納 剛史  カノウタケシ  東北大学電気通信研究所
助教
 八重樫 和之  ヤエガシカズユキ  東北大学大学院工学研究科
 電気・通信工学専攻
D1
 福田 裕樹  フクダヒロキ  東北大学大学院工学研究科
 電気・通信工学専攻
M2
 森川 玲於奈  モリカワレオナ  東北大学大学院工学研究科
 電気・通信工学専攻
M2
 佐竹 冬彦  サタケフユヒコ  東北大学大学院工学研究科
 電気・通信工学専攻
M1
 佐藤 英殻  サトウエイキ  東北大学大学院工学研究科
 電気・通信工学専攻
M1
 中村 憲  ナカムラケン  東北大学大学院工学研究科
 電気・通信工学専攻
M1


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