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人体模擬装置

国内特許コード P160013386
整理番号 (S2012-0568-N0)
掲載日 2016年10月25日
出願番号 特願2014-536617
出願日 平成25年3月18日(2013.3.18)
国際出願番号 JP2013057692
国際公開番号 WO2014045617
国際出願日 平成25年3月18日(2013.3.18)
国際公開日 平成26年3月27日(2014.3.27)
優先権データ
  • 特願2012-204034 (2012.9.18) JP
発明者
  • 高橋 宣裕
  • 小池 英樹
出願人
  • 国立大学法人電気通信大学
発明の名称 人体模擬装置
発明の概要 骨格を模して成型された骨格部(2)と、骨格部(2)の一部又は全部を覆うように骨格部(2)に取り付けられ、内部に粒子及び気体を充填する筋肉部(3)と、筋肉部(3)の骨格部(2)側に両端が取り付けられた伸縮自在のアクチュエータ(5)と、筋肉部(3)の内圧を調整する内圧調整部とを備える。
従来技術、競合技術の概要


近年、ヒューマノイドロボットの研究が盛んに行われており、人間の姿形や動作の再現において大きく進展している。ヒューマノイドロボットの開発を行うこれまでのモチベーションは、その運動性能を追求する技術至上主義的な方向性と、人間とのコミュニケーションを目的として案内役として働くことや心理的な癒しなどを与えることを目的とした娯楽主義的な方向性とに大きく分けることができる。



前者に関しては、人型という制約の下で高い運動能力を備えることに対して未だ技術的な課題が多いが、人間同等の歩行能力を実現するための研究開発が進められている。



一方、後者に関しては、依然として不自然な動作はあるものの人工皮膚や複数の関節機構等を用いて姿形、表情、ジェスチャを実際のヒトのそれと非常に近い表現まで行えるようになって来ており、「アイデンティティを持った人工生物」として人間とロボットのコミュニケーションを築き得るという期待が高まって来ている。



特許文献1には、操作者の身体各部の各関節に配置され、これら各関節の曲り角度を検知し、検知信号を出力する動作検出器と、操作者の身体各部の筋肉に配置され、これら筋肉の動作を検知する動作検出器と、これら動作検出器からの検知信号を伝送信号に変換する第一信号変換器と、この伝送信号を入力し、動作信号に変換する第二信号変換器と、この第二信号変換器からの動作信号にもとづいて身体各部を動作させ、操作者の動作を再現するロボットに関する技術が提案されている。



また、特許文献2には、予めストレッチされたポリマーフィルム上に柔軟電極の複数のパターンを印刷工程により一括成型し、柔軟電極に印可する電圧を独立に制御することにより、ポリマーフィルムは多自由度の変形を起こすことが可能となり、目や口等の形状・位置を制御する表情ディスプレイに関する技術が提案されている。

産業上の利用分野


本発明は、人体を模擬する装置であり、特に筋肉の動きによる皮膚の表面状態を模擬する人体模擬装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
伸縮自在の筋肉伸縮部と、
前記筋肉伸縮部の一部又は全部を覆うように設けられ、内部に粒子及び気体を充填する筋肉部と、
前記筋肉部の内圧を調整する内圧調整部と、
を備えたことを特徴とする人体模擬装置。

【請求項2】
骨格を模して成型された骨格部、をさらに備え、
前記筋肉伸縮部は、
各端部が前記筋肉部又は前記骨格部に取り付けられた
ことを特徴とする請求項1記載の人体模擬装置。

【請求項3】
前記内圧調整部は、
前記筋肉部及び前記筋肉伸縮部に、気体を給気する給気部と、
前記筋肉部から気体を吸引する気体吸引部と、を備え、
前記筋肉部は、
前記給気部により給気されることにより膨張し、前記気体吸引部により気体が吸引されることにより収縮し、
前記筋肉伸縮部は、
中空円筒形状を有し、前記気体充填部により内部に気体が送り込まれることにより軸方向に収縮し、前記中空円筒形状の内部圧力が大気圧になることにより軸方向に伸張する
ことを特徴とする請求項1記載の人体模擬装置。

【請求項4】
前記内圧調整部は、
前記給気部により給気される気体の流量と、前記気体吸引部により吸引される気体の流量とを制御する制御部
を更に備えたことを特徴とする請求項3記載の人体模擬装置。

【請求項5】
前記制御部は、
前記給気部に前記筋肉伸縮部へ給気させると共に、前記気体吸引部により前記筋肉部から気体を吸引させる
ことを特徴とする請求項4記載の人体模擬装置。

【請求項6】
前記制御部は、
前記給気部に前記筋肉伸縮部へ断続的に給気させる
ことを特徴とする請求項4記載の人体模擬装置。

【請求項7】
前記制御部は、
前記気体吸引部により前記筋肉部から気体を吸引させると共に、前記給気部に前記筋肉部へ断続的に給気させる
ことを特徴とする請求項4記載の人体模擬装置。

【請求項8】
前記制御部は、
前記気体吸引部により前記筋肉部から気体を吸引させる排気動作と、前記給気部に前記筋肉部へ給気させる給気動作とを、所定間隔で交互に行わせる
ことを特徴とする請求項4記載の人体模擬装置。

【請求項9】
外部環境変化を検出する検出部と、
前記制御部は、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記給気部により給気される気体の流量と、前記気体吸引部により吸引される気体の流量とを制御する
ことを特徴とする請求項4記載の人体模擬装置。

【請求項10】
前記検出部は、振動、音声、圧力、静電容量のうち1以上を検出する
ことを特徴とする請求項9記載の人体模擬装置。

【請求項11】
前記筋肉部は、少なくとも前記骨格部の反対側が皮膚を模擬した皮膚シートで覆われている
ことを特徴とする請求項1記載の人体模擬装置。

【請求項12】
内部に粒子及び気体が充填され、伸縮自在の筋肉伸縮部と、
前記筋肉伸縮部の内圧を調整する内圧調整部と、
を備えたことを特徴とする人体模擬装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014536617thum.jpg
出願権利状態 公開


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