ロボット工学的に人間が歩くっていう現象を考えてみた

    robot1_blue.png




    1 :名無しさん 19/11/18(月) 21:45:36 ID:zaP

    山道歩いてたんよ
    石とかごろごろしててな
    でも車もたまには来るみたいで幅はある

    ふつうに考えてこの不整地をロボット歩かせるの大変そうやな
    っておもって、目をつぶって歩いてみた
    そしたら余裕であるけるわけですよ
    足元は不整地でごろごろしてるにもかかわらず

    わりとまじでなにをどうやって判断しておれら歩いてんの?


    2 :名無しさん 19/11/18(月) 21:56:42 ID:thz

    目閉じる前に若干アタリはつけてたはず
    あとは平衡感覚とかじゃね


    3 :名無しさん 19/11/18(月) 21:58:35 ID:zaP

    >>2
    いやずっと目を閉じてた
    もちろんおぼろげにそれが道であることは理解してたけど
    個々の状況を見ると足に引っ掛かりそうなものばかりあった
    けどなぜか歩ける

    んでも逆に完全舗装路とかで数ミリの段差があるだけでも人はつまずく

    なんなんだろうな歩くって


    4 :名無しさん 19/11/18(月) 22:03:22 ID:thz

    >>3
    でもお前「山道だな」って思ってから目閉じてんじゃん
    いうてずっと目閉じて歩いていられる訳じゃないし視覚情報にはかなり助けられてるはず
    舗装でコケるのもむしろ視覚から得られる情報によって慢心してるからじゃないかね


    5 :名無しさん 19/11/18(月) 22:07:04 ID:zaP

    >>4
    それな逆に山道から想定外の舗装路にかりに切り替わったなら
    おれはこけるか怖くて歩けなくなると思うわ

    状況を判断して歩幅や足上げる高さを自律制御してるのは確定だな


    6 :名無しさん 19/11/18(月) 22:11:53 ID:ZuM

    まあ山道ならまだいいけど
    藪に入って足元いきなり崖とかいう事態もあるからな

    それはそれとして、歩行で重要なのはバランスでは?
    生物はちょっとのバランスの変化にも、全身様々な箇所の筋肉を使って即応できるけど
    ロボには筋肉ほどの可動箇所は無いわけで


    7 :名無しさん 19/11/18(月) 22:15:03 ID:zaP

    >>6
    も一個問題がありそうで
    人間と同じほどの稼働箇所つくってそれを制御可能かっていう
    むずかしそうな問題もありますよね

    人間が歩くことそのものに脳はほとんど関与してなくて
    体が勝手(少し乱暴な言い方ですが)に歩いてくれてる感じだし
    脳が関与するのは歩く速度や体勢とか状況を変化させるときだけ
    っていう説があります


    8 :名無しさん 19/11/18(月) 22:15:07 ID:H6Z

    足を置く位置が確定する前に砂利や草なんかで一瞬早く情報が入ってきてるのもあるかもしれん


    9 :名無しさん 19/11/18(月) 22:18:13 ID:zaP

    >>8
    目をつぶって歩いてるときに状況を判断する唯一の入力情報は足裏のみだけど
    足裏の接触前にどれぐらい荷重かけるか(実際はほぼ全体重のせる)決めているから
    かなり広い範囲で状況を捉えているんでしょうね

    ここまでくると、どうやったらこけられるのかぐらいの話になりますが


    13 :名無しさん 19/11/18(月) 22:23:15 ID:uYG

    >>9
    自動制御(人間が自我だと思ってるもの)だけじゃなく
    自律制御や反射が仕事してくれるから
    自然に歩くことが出来るんやで


    16 :名無しさん 19/11/18(月) 22:26:49 ID:zaP

    >>13
    それはうまいこと歩ける仕組みがあるからうまいこと歩けるんやで
    って言ってるだけのような気が


    18 :名無しさん 19/11/18(月) 22:29:40 ID:uYG

    >>12
    >>16
    できるよジンギスみたいに
    自我(自動制御)の一括制御だとフレーム問題で
    行動が遅くなってしまうが

    自律制御による各部による独立した制御によって
    自然で自我があるように見える動きができる
    ちなみに人間機械論的に人間に自我はない

    あとジンギスの動画も
    貼っておくわ

    https://m.youtube.com/watch?v=1j6CliOwRng


    20 :名無しさん 19/11/18(月) 22:32:39 ID:zaP

    >>18
    これは舗装路も不整地も判断しない感じですね
    人間がうまく歩けるのは、状況を判断してそこにあった歩き方に最適化するからでしょうかね

    不整地を歩けると舗装路も不整地として歩くの違いみたいな


    22 :名無しさん 19/11/18(月) 22:34:23 ID:WB1

    >>20
    フレーム問題があるから
    それだと歩けんよ


    23 :名無しさん 19/11/18(月) 22:36:55 ID:zaP

    >>22
    いや中央制御ではなく実際に歩く判断は自律制御だけど
    そこがどういうシチュエーションであるかは先に判断されてるって考えです

    不整地で舗装路と同じようにはあるかないし
    舗装路もおなじ

    舗装路ではわずかな段差で人はつまづくので、シチュエーションで歩き方変えてるのは確かじゃないですか?


    10 :名無しさん 19/11/18(月) 22:21:54 ID:zaP

    あーも一個あった
    傾斜があるかないかは判断してるわ


    11 :名無しさん 19/11/18(月) 22:22:12 ID:H6Z

    舗装路だとそういった情報は着地した時点で一気に全部来て
    かつ地面側がショックを吸収しないから転びやすいんだと思う
    草とか上の方を蹴れば軽いし根の方はある程度の抵抗があるのがわかる


    12 :名無しさん 19/11/18(月) 22:22:55 ID:ZuM

    足裏の感覚ってよりも、バランスの状態を判断して
    筋肉のとっさの挙動は、全部無意識だよね

    どういう挙動をしたらバランスを保てるか、
    っていうのは進化過程で本能が構成されてるんだろう
    それをプログラムできないかね


    14 :名無しさん 19/11/18(月) 22:26:05 ID:zaP

    >>12
    赤ちゃんは歩けないし、子供は歩くのへたくそだから
    経験的に刻まれるものもあるんだろうけど
    ここはこういうもんだって脳が判断するんかね


    17 :名無しさん 19/11/18(月) 22:27:26 ID:ZuM

    >>14
    成長段階における最適な動き方もあるだろう
    馬や羊は生後すぐ歩き出す


    19 :名無しさん 19/11/18(月) 22:29:51 ID:zaP

    >>17
    おお
    それもそうですね、歩けないのは単に筋量不足って可能性もあるわけですしね


    15 :名無しさん 19/11/18(月) 22:26:07 ID:ZuM

    うまい歩き方は、「重心を前に傾ける」ことで
    脚の挙動は意識しないって見たな


    24 :名無しさん 19/11/18(月) 22:43:42 ID:ZuM

    歩くことだけならフレーム問題は関係なくない?
    生物だって、「機動することだけ」を取り出せば
    「バランス制御」しかしてないと思うけど


    26 :名無しさん 19/11/18(月) 22:47:40 ID:zaP

    >>24
    そのバランス制御に脳使うと時間かかりすぎるのがフレーム問題じゃないんすか?
    んだから脳使わずに各部の自律制御でバランスとってる(全く使ってないとは言わない)


    25 :名無しさん 19/11/18(月) 22:46:19 ID:SYe

    右足を出して左足出すと、・・・歩ける!

    あたりまえ たいそう〜


    28 :名無しさん 19/11/18(月) 22:52:51 ID:ZuM

    >>25
    生物はそれを意識しないでも歩ける
    現状のAIだと一歩一歩に状況判断リソースに無駄が多そうだけど
    どうなんだろ


    27 :名無しさん 19/11/18(月) 22:50:42 ID:ZuM

    いや、知らなかったから検索してきたんだけどさ
    フレーム問題って、速さの問題じゃなくて
    AIの認識範囲や、大局的、大視野的な状況との関連付けの話みたいだけど


    29 :名無しさん 19/11/18(月) 22:54:27 ID:zaP

    >>27
    あーそなんだ中央制御の話かと思ってた
    でも見たことあるなフレーム問題のはなしも


    32 :名無しさん 19/11/18(月) 23:00:14 ID:ZuM

    三半規管と視覚でバランスを感じてるから
    目をつぶると片足立ちが難しくなる

    プログラム的に、「バランスを取るだけ」で
    不整地でもどんな道でも関係なく歩けるようになるなら
    フレーム問題は他に置いておける筈

    バランスを取るのに最も重要な「反射速度」は現状でも問題ないと思えるけど
    「アトラス」とかの動画を見ると


    36 :名無しさん 19/11/18(月) 23:06:32 ID:zaP

    >>32
    目をつぶっても立てるし、歩けるから視覚は歩くこと、バランスをとることには
    さして貢献してないって思います
    不整地と舗装路が混在してて歩き方に一様性がないときには目を開けている必要性が
    あるんでしょうが
    どちらかに偏ってて、状況が一様的なら人は目を閉じていても両足だけで歩けます


    40 :名無しさん 19/11/18(月) 23:11:51 ID:ZuM

    >>36
    いや、まず片足立ちして
    次に目を瞑ってみろって


    46 :名無しさん 19/11/18(月) 23:16:09 ID:zaP

    >>40
    逆じゃないですか?
    なぜ人は両足でなら目をつぶっていてもバランスをとれるのに
    目を閉じるとバランスを崩すのでしょうか

    僕にはそっちのほうが疑問です(崩しますよ実際)


    52 :名無しさん 19/11/18(月) 23:22:12 ID:ZuM

    >>46
    三半規管で感じるリンパ液の状態と
    視覚情報の「組み合わせ」で体位状況、すなわち「バランス感覚」を感じているから。

    両足だと片足よりもバランスが取りやすいのは当たり前だろ


    54 :名無しさん 19/11/18(月) 23:25:37 ID:zaP

    >>52
    両足でなら三半規管だけの状態でバランスをとれるが
    片足でなら情報不足になる

    っていうことですね

    盲目の人が一律に走ってるときは問題ないが
    一度バランスが崩れる出来事が発生すると情報が不足してこける

    なるほど、情報を簡略化させているから目をつぶっても歩けるのかな


    33 :名無しさん 19/11/18(月) 23:01:05 ID:zaP

    あー足に可動範囲が多いから対応できる
    っていうのに若干異論を発見した

    義足の人(ひざ下だけならごく単純な棒状でも)でも不整地も舗装路も歩けますよね?
    ある程度、精緻なもので完全片足ならごく短時間であることは条件になるけど

    膝上までなら両義足でも対応できる(痛いから長時間は無理だろうけど、これはハードの問題)
    実際の足ほどスムーズにはいかないけど、
    逆にいえば、人間はある程度思い通りに動くからだ(フィードバックのない機械)があれば
    歩けてしまうのではないでしょうか?


    35 :名無しさん 19/11/18(月) 23:05:41 ID:ZuM

    >>33
    生身よりは自由度は無いし
    バランスの取り方も「曲芸的」にならざるを得ないと思う
    ギプスとかテーピングとかした時の延長線での想像で考えると。
    現状のロボットがまさにそれだろう


    34 :名無しさん 19/11/18(月) 23:01:54 ID:2oW

    人型ロボットの進化

    2016年


    2019年


    43 :名無しさん 19/11/18(月) 23:13:19 ID:ZuM

    >>34
    CG映画やんけw


    37 :名無しさん 19/11/18(月) 23:08:16 ID:gKL

    なんとなく勘違いしてた気がする
    全身で普段の調整してるだけだよ
    一番わかり易いのは、靴の裏あるでしょ
    おもむろに全部引っ剥がして歩いてみ
    底がなくなった方向に引っ張られるようにバランスを崩すから


    38 :名無しさん 19/11/18(月) 23:10:13 ID:mKw

    足を高く上げてゆっくり下ろせば
    どんな山道も歩けるよ
    無意識にそうしてるだけ


    44 :名無しさん 19/11/18(月) 23:14:19 ID:zaP

    >>38
    傾斜やそこにある岩や石、状況によって上げる高さが任意に変わっています
    舗装路ではほとんど足を上げないように

    ただ不整地でもここまで足を上げなくても構わないっていう常識的な領域が存在してて
    その範囲内でヒューリスティックに判断してる感じ


    48 :名無しさん 19/11/18(月) 23:17:06 ID:mKw

    >>44
    それは視覚がある場合


    51 :名無しさん 19/11/18(月) 23:20:52 ID:zaP

    >>48
    一度そういうシチュエーションだと判断すれば
    あとは目をつぶっても歩けます


    58 :名無しさん 19/11/19(火) 00:45:33 ID:E66

    >>51
    だったら石のあるなしで任意に足の高さを
    変えられるわけない
    石を見てないんだから


    59 :名無しさん 19/11/19(火) 01:13:06 ID:DLH

    >>58
    実際目をつぶっても不整地は歩けるんだから
    わけないっていわれても


    39 :名無しさん 19/11/18(月) 23:10:47 ID:zaP

    全盲の人でもトラックを全力疾走で走ることはできるし
    走り幅跳びで、整地トラックから、不整地の砂に状況がまるっきりかわるシチュエーションに飛び込んでも
    足を壊したりはしません

    見えないっていうことは歩く、走るってことには決定的な役割ではないことの証明かと

    もちろんナビゲーターは存在しますが、ナビゲーターは選手のバランスには関与できません


    41 :名無しさん 19/11/18(月) 23:12:09 ID:SYe

    三半規管が一番重要なんかねえ?


    42 :名無しさん 19/11/18(月) 23:12:13 ID:gKL

    全盲の人が躓いてバランスを崩すとほぼ100%で膝か手をつくことになるよ


    45 :名無しさん 19/11/18(月) 23:14:54 ID:ldJ

    一回も歩いた事のない山の中の道を
    ライトもない真っ暗な時に歩いた事ある

    舗装はされてるけど竹林だったからコンクリートがボコボコだった

    何回も躓くし転んだよ
    全身で調整してるとは思ってたけど
    やはり視覚情報は重要なんだろうな


    50 :名無しさん 19/11/18(月) 23:19:43 ID:zaP

    >>45
    恐ろしくてできないだろうけど
    目をつぶったら逆に歩けたんじゃないかなって思います
    視覚から情報を得ようとして、その齟齬でこけてる予想

    目をつぶって山道を歩く危険性はいうまでもないし自殺行為だけど
    あくまで歩くことっていう単体に目を向ければ


    56 :名無しさん 19/11/18(月) 23:32:29 ID:ldJ

    >>50
    当時は視覚ゼロだったね
    だから足元の確認すらできなかった
    目を瞑ってもあんま意味なかったよ

    ちなみに仕事でやっており
    大人数で移動し身の安全は確保してる状態だったので
    絶対に真似しないようお願いします


    57 :名無しさん 19/11/18(月) 23:35:33 ID:zaP

    >>56
    どれぐらいの頻度でこけたんですか?
    10Mに一回か1Mごとか、降りる間に10回程度とか


    47 :名無しさん 19/11/18(月) 23:16:30 ID:gKL

    それは高く足を上げるという動作の命令がきてるだけだよ
    新しい靴にしたらつま先がぶつかって歩きにくくても
    数日すれば脳が記憶して修正した命令を出すから問題なくなるでしょ


    49 :名無しさん 19/11/18(月) 23:18:18 ID:ldJ

    ようは慣れってのもあるんだろうな
    学習機能とも言う


    60 :名無しさん 19/11/19(火) 01:21:36 ID:E66

    だから、無意識に足を高く上げてるんだって


    62 :名無しさん 19/11/19(火) 01:27:08 ID:DLH

    >>60
    その無意識による判断をいつどのように行ったかっていうのを問題にしています
    不整地でも膝を高々とあげるような歩きかたはしません
    不整地といえど、このへんなら多分ぶつからないだろうっていう状況判断を
    どこかでおこなっていて、状況が変わらない限りこの判断が支持され続けます
    状況が変わったという判断には視覚をつかっていると視覚だよりだけど
    盲目の人でも舗装路ー不整地の状況変化に対応はできるので
    結局は情報量の差で足を上げる高さを応変させている


    65 :名無しさん 19/11/19(火) 01:32:38 ID:E66

    >>62
    あとはつま先を段差に当てて、つま先で段差をなぞるという方法もある


    61 :名無しさん 19/11/19(火) 01:22:30 ID:E66

    じゃあ聞くが、足を高く上げずに、
    石の場所もわからず
    段差の高さもわからない
    どうやってそれを超える高さの情報を得るんだよ


    63 :名無しさん 19/11/19(火) 01:29:15 ID:DLH

    >>61
    スマホ歩きする人みれば簡単に想像つくと思うんですが
    状況が変わることを想定して歩いていない

    想定する状況と違う石、段差が発生すれば当然躓くか転倒するでしょう
    逆に言えばそうなるかそれ近くなるまで想定した状況を変えられないっていうことです


    64 :名無しさん 19/11/19(火) 01:31:26 ID:E66

    違う違う
    足を高く上げてゆっくり着地するまで下ろせば
    段差がどれくらいの高さかわからなかろうが
    あるけるわけよ

    スマホ歩きはチラ見したり視界の傍から
    道路状況を見てるから明らかに視覚に頼ってる


    66 :名無しさん 19/11/19(火) 01:33:51 ID:DLH

    >>64
    その歩き方は自然じゃないですよね?

    段差が一定でどれぐらいかわかっていれば
    たとえばよく使う階段とか
    この場合い、視覚を用いなくても当然自然に登れますよね

    段差がどれぐらいで着地までそれがわからないっていうのは
    段差の差が想定以上だと簡単にこけちゃいますよ


    67 :名無しさん 19/11/19(火) 01:36:59 ID:E66

    こけないよ
    人間は無意識にそうやって調整してるんだよ
    不自然ではない
    もちろん腿上げ運動のように極端にはあげないよ


    69 :名無しさん 19/11/19(火) 01:38:09 ID:DLH

    >>67
    舗装路の数ミリの段差で人がこける理屈に反します


    68 :名無しさん 19/11/19(火) 01:37:27 ID:DLH

    いまあなたとわたしで起こってるシチュエーションに齟齬が起きていると感じます

    僕は状況判断に必要な情報がそろっていれば、一度状況を視覚でとらえる
    もしくは盲目だけど、状況判断の情報量がそろうまで状況経験を積む
    状態後に視覚に頼らずに歩けるっていうことを語っています

    はじめから自分がどういうシチュエーションにいるのかすらわからない状態なら
    当然、すりあし、高く足を上げてゆっくり下すみたいな原始的な歩行になる

    そのうえで、ぼくは必要な情報量が与えられていれば自然な歩行に視覚は必要ないっていう主張です


    73 :名無しさん 19/11/19(火) 01:44:21 ID:E66

    逆に聞くが盲人は山道をどう歩くと?


    74 :名無しさん 19/11/19(火) 01:46:02 ID:DLH

    >>73
    情報量が集まるまではマージン多めにとってゆっくり下すあなたの言うとおりだけど
    状況判断できる情報があつまったら常人と同じ歩行
    その状況が変化するまでは


    75 :名無しさん 19/11/19(火) 01:48:18 ID:E66

    山道で状況が常時変化しないわけがない
    言ってることがおかしい


    77 :名無しさん 19/11/19(火) 01:51:10 ID:DLH

    >>75
    それは山道を歩いてない人の意見だね
    実際山道でも状況が変化しない時間のほうが長い
    目をつぶって歩いてみたらわかる
    テレビとかだと、時間カットするからたえず変化してるようにみえるだけ
    実際は単調に歩いてる


    76 :名無しさん 19/11/19(火) 01:49:04 ID:E66

    不整地な段差の集合体でどうやって状況が変化しない場所があるんだ


    78 :名無しさん 19/11/19(火) 01:52:55 ID:DLH

    >>76
    不整地にレベルがある
    傾斜度もあるが、低山ならほとんど問題にならない

    んで不整地レベルABCDEとあって、不整地Aってわかってるなら不整地レベルが変わらない限り
    歩行運動を変化しなくていい


    82 :名無しさん 19/11/19(火) 02:01:10 ID:E66

    山では数ミリ以上の変化が常時続く
    視覚に頼らないならば無意識に足を高く上げている


    85 :名無しさん 19/11/19(火) 02:03:21 ID:E66

    例えば数ミリや数センチ単位で変化する階段があるとする
    これは山に近い状況
    当然目をつむっても登れる


    90 :名無しさん 19/11/19(火) 02:06:31 ID:DLH

    >>85
    あーそれは無理だよ
    あらかじめ変化してるって情報があたえられてたら登れることは登れるけど
    自然には登れない
    階段というものは変化しない前提で登るという思い込みが体にはある
    だから段差が違うっていう情報を手に入れてないと、容易に躓く

    山道は段差が明らかにあるっていう情報を手に入れてる状態
    うーんくちだけでも説明しづらいなあ
    動画上げるわ今度


    91 :名無しさん 19/11/19(火) 02:07:31 ID:E66

    >>90
    登れるよ
    足を高く上げるんだって
    山って数ミリ数センチの異なる段差が集積した階段だろ
    何言ってんの?


    92 :名無しさん 19/11/19(火) 02:09:05 ID:DLH

    >>91
    階段は変化しない前提
    山道は不規則な前提

    もう言っても答えでないから



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