脚 （leg） の長さの3倍/秒で歩く世界最速の二足歩行ロボット Runbot。 といっても、 高さが30センチしかないので相対的な速度だが、 人間の速歩にわずかに及ばない程度の速さという。

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人間や生物をモデルにしたロボットの研究や開発が、 逆に人間や生物の思考や行動の仕組みを明らかにし、 あるいは生物進化の過程をシミュレートすることにもなる。 ―― とは、 すでにロボット工学の一般的認識だが、 この Runbot はロシアの生理学者ニコライ・ベルンシュテイン （1896～1966） の理論にもとづいて開発され、 人間並みの歩行速度を実現したことで、 ベルンシュテインの理論を裏付ける結果を導いた。

ベルンシュテインによれば、 動物の歩行は脳の完全なコントロール下にあるのではなく、 むしろ局所的な回路によって制御されていて、 歩行のプロセスに脳が介入するのは、 地面がでこぼこだったり、 平地から坂や階段などに環境が変わったときなど、 歩行に影響するファクターが変化したときに限られる。

Runbot の基本的な歩行 （下図） は、 関節と足 （foot） に取り付けたセンサーからの情報と、 マシンのピッチを監視する加速度計からの情報でコントロールされる。 これらの情報は局所的な神経系で消費されて、 リアルタイムに歩行を調整する。 ロボットが一歩進むたびに、 上位レベルの制御回路は関節が伸びすぎていないかをチェックし、 問題がなければ次の一歩を進める。 ロボットが障害物にぶつかったり、 坂にさしかかるなど劇的な地形の変化があると、 上位レベルの機能が働く。

Runbot の基本的な歩行。


(1)～(3)　歩行の勢いでロボットの本体が支持脚 （standing leg） の上に乗り、 モーターが振り出し脚 （swinging leg） を適正な位置に運ぶ。
(3)　振り出し脚の伸縮センサーが作動して、 振り出し脚の膝を伸ばす。
(3)～(6)　ロボットは自然に （モーターの機能を使わず） 前方に倒れ、 次の支持脚に乗る。
(6)　振り出し脚が地面に触れると、 足 （leg） に取り付けた接触センサーが腰の伸筋などを駆動して、 振り出し脚と支持脚の役割が交替する。

Runbot には学習機能がある。 たとえば、 はじめて坂を上るときなど、 下位の制御回路は何かを変える必要を認識できず、 同じ歩き方を続ける。 その結果、 Runbot は後ろに倒れてしまうが、 Runbot に組み込まれた上位のループはこの失敗から何かを変える必要のあることを学習する。 何度かの失敗の後、 坂を上れるようになる様子が、 次のビデオで見られる。



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