アンドロイド

アンドロイド人型ロボットは、"ロボット"という言葉から多くの人が連想するタイプのロボットです。多かれ少なかれ人体構造に似ていて2足歩行をします。6足ロボットとは異なり、歩行ロボットは歩行時にバランスを保たなければなりません。それが主タスクになり、重量分布と足以外の部分に関連した足サイズに依存しています。詳細については書籍"Embedded Robotics"を参照してください。

EyeBotコントローラーの周りには機械部品やセンサー用電子部品などが個別に取付けられています。全長は約50cmで、姿勢制御やバランス用の様々なセンサーが使用されています。


アンディー・ドロイド1 アンディー・ドロイド2

アンディー・ドロイドというロボットはジョーカー・ロボティクスによって設計されたものですが、ロボットの主方位センサー用に改良を施し、ひずみゲージを貼った3本足指を両足に取付けました。これにより、アンディー1はそれぞれの足に作用する圧力中心を検出できます。すなわち、バランスをとるために回転力を抑制できる"モーメントが作用しない点(ZMP)"を検出できることになります。アンディー2にはほとんど同じ脚が取付けられていますが、アンディー1の従来のアナログサーボの代わりに、新しいデジタルサーボが使用されています。 このデジタルサーボはシリアル・インターフェースを介してフィードバックが行われ、アクチュエーターセンサーの両方の機能を兼ねています。


ロック・ステディ

ロック・ステディを使って、最初に開発したロボットであるジョニーやジャック(以下を参照)とは全く異なる取り組みを試みました。このロボットでは最少数のモーターを使用しています。すなわち、各足にモーターを1個ずつ、おもりで横方向のバランスをとるためにモーターを1個取付けてあります。洗練された機械構造によって、各脚のモーターの回転運動が関節で接続された脚の運動に変換されます。このロボットでは、サーボモーターの代わりにエンコーダー付精密DCモーターを使用しました。2軸傾斜計をロボットの方位センサーとして利用しています。また、各モータには増分式エンコーダーと外部ゼロ点検出用光学式スイッチが1個ずつ取付けられています。


ジョニー・ウォーカー ジャック・ダニエルズ

ジョニーとジャックは、最初に設計した2種類の人型ロボットで、比較的安いサーボモーターをアクチュエータとして使用し、様々な異なるセンサーをテストしたものです。これらのロボットにおける大きな問題点は、機構部品や電子部品、モーター、バッテリーの全重量と、サーボモーターにより供給される予想以上に限られたトルクです。どちらの歩行ロボットも片足でバランスをとることが難しく、適切な歩行を行うことは困難です。

その他の大きな問題点は、動作の再現性です。ロボットの金属フレーム構造は非常に剛性が低く、ふらつきます。また、安価なサーボモーターには無視できない遊びがあり、正確に反復動作を行うことができません。さらに、サーボモーターの性能は経年的に著しく低下します。


人型ロボットの設定

(後ろから見た図)
                 O       (頭部カメラ)
                 |
左腕       ----+---+---- 右腕 (2号機のみ)
               |   |
胴傾斜         \_/
左股回旋       +---+     右股回旋
左股屈曲       |   |     右股屈曲
左膝           +   +     右膝
               |   |
左足首         +   +     右足首(1号機のみ, 2号機はバネ)
               *   *     (足)

ジョニー・ウォーカー(Johnny Walker)
TPU  0  右股回旋
TPU  1  右股屈曲
TPU  2  右膝
TPU  3  右足首

TPU  4  胴傾斜

TPU 11  左足首
TPU 12  左膝
TPU 13  左股屈曲
TPU 14  左股回旋

TPU 15  音声出力
その他のチャンネルは未使用
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ジャック・ダニエルズ(Jack Daniels)
TPU  0  右股回旋
TPU  1  右股屈曲
TPU  2  右膝

TPU  4  胴傾斜
TPU  8  右腕
TPU 10  左腕

TPU 12  左膝
TPU 13  左股屈曲
TPU  9  左股回旋

TPU 15  音声出力t
その他のチャンネルは未使用
RoBIOSのサーボ位置指令には1バイト値(0..255)を使用。 規定は以下の通り:
操作
128サーボの中間位置
ロボットは直立
[腕は下向き]
0〜127脚を胴体の後方に移動
胴体を左に傾斜
股関節を反時計回りに回旋
129〜255脚を胴体の前方に移動
胴体を右に傾斜
股関節を時計回りに回旋

Thomas Bräunl