WR- ロボット | 心理班 | 高西研究室

WR-1(Waseda Rat No.1)

ラットとのインタラクション実験を通して，ラットの社会性を評価する為に，よりラットを模擬した4足アニマロイドWR-1の開発を行いました．WR-1は4足歩行をはじめ，首振り，立ち上がりといったラットの行動を再現することができます．

1.仕様

Fig.1 WR-1

サイズ	270 × 130 × 110 [mm]
重量	1150[g]
自由度	15-DOF (各脚×3，頸部×1，腰部×2)
電源	Li-Polymer TP2100-2SPL 7.4[V]2100[mAh]

2.駆動機構

Fig.2 3D schematic view of WR-1

Fig.3 DOF configuration

(a) 脚部

Fig.4 Drive mechanism of leg

Fig.5 Exploded view

WR-1では各関節のアクチュエータにサーボモータを使用している為，ラットの脚の形状の模倣から各関節に直接モータを配置せず，モータを全て胴体部に集めることで脚自体の構成を小さくしました．そして，タイミングベルトやプーリを使用することで，力を各関節へ伝達する仕組みになっています．具体的にはサーボモータが上下に２つ配置され，下側のサーボモータで脚のShoulder(Hip)のPitch回転を行い，上側のモータではタイミングベルトを2段使用することでElbow(Knee)のPitch回転を行います．

(b) 頚部・腰部

頸部のPitch回転・腰部のPitch・Yaw回転も全てサーボモータによって制御されます．頸部には小型サーボモータが直付けされており，頭部を上下に振る動きが可能です．また，腰部のYawはFig.16に示す様に，パラレルリンク機構が併用され，胴体をYaw方向に回転することが可能です．腰部のPitchには両端支持のサーボが使用され，アームリンクを介して胴体をFig.17のように持ち上げることが可能です．この自由度は主に立ち上がり動作を行う際に使用されます．

3.制御系

WR-1にはマイクロコンピュ－ターdsPICとBluetooth通信モジュールが搭載されており，制御PCによって遠隔操縦されます．オフラインで生成された時系列の各関節の角度データをロボットの動作直前に読み込み，PCからBluetoothを介してdsPICに指令が送られます．そこから，各関節に使用されているサーボモータに制御指令が送られ動作を行います．

4.モーションパターンの作成

各モーションパターンの作成には，本研究室で2002年に開発されたパターンジェネレータを使用しています．まずモーメント補償軌道算出に必要なパラメータを設定し，続いて実際にモーメント補償軌道の算出を行います．最後に算出されたデータを基に，逆運動学計算を行い，各関節の角度を求め，全関節分の時系列の角度データをもって1つのモーションパターンとして出力します．

5.動作ムービー

WR-2(Waseda Rat No.2)

ラットとのインタラクションが可能な4足アニマロイドWR-1を改良したWR-2を開発しました．よりラットに形状を近づけるため，さらなる小型化および軽量化を実現しました．

1. 仕様

Fig.8 WR-2

サイズ	240 × 70 × 90 [mm]
重量	850[g]
自由度	15-DOF (各脚×3，頸部×1，腰部×2)
電源	Li-Polymer TP2100-2SPL 7.4[V]1320[mAh]