JP2023130055A - 連続体ロボット及びその制御方法、並びに、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】連続体ロボットの前進時または後退時に、急峻な湾曲動作を回避しつつ、外力が少ない状態で前進または後退することが可能で且つ操作が簡単な連続体ロボットを提供する。【解決手段】それぞれが湾曲可能な複数の湾曲可能部を長尺方向に前進または後退させる前進後退部１４と、複数の湾曲可能部におけるそれぞれの湾曲可能部を湾曲させてその姿勢を変更する姿勢変更部２７と、複数の湾曲可能部におけるそれぞれの湾曲可能部について姿勢を記憶する姿勢メモリ１９と、前進後退部１４による前進または後退を検出した際に、複数の湾曲可能部における少なくとも１つの湾曲可能部の姿勢が、姿勢メモリ１９に記憶されている少なくとも１つの湾曲可能部の姿勢に対して所定以上乖離している場合、姿勢変更部２７に対する姿勢の変更制御として、指定された姿勢に変更する位置制御から外力に倣って姿勢を変更する制御に切り替える制御切替部１５を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、連続体ロボット及びその制御方法、並びに、プログラムに関するものである。

連続体ロボットは、コンティニュウムロボットとも呼ばれ、柔軟性のある構造を持つ湾曲可能部を有し、その湾曲可能部を変形させることによって形状が制御される。この連続体ロボットは、剛体リンクによって構成されるロボット（以下、「剛体リンクロボット」と記載する）に対して、主に２つの優位性を持つ。１つ目の優位性は、連続体ロボットは、剛体リンクロボットがはまり込んでしまうような狭い空間や散乱物のある環境の中で、その先端の操作のみで対象物の曲線に沿って移動可能である点である。２つ目の優位性は、連続体ロボットは、本質的な柔らかさを有するため、特に開空間においては脆弱な対象物に損傷を与えることなく操作することができる点である。そこでは、剛体リンクロボットで必要とされるエンドエフェクタでの外力検出は、必ずしも必要とされない。

この特徴を生かし、連続体ロボットは、内視鏡のシースやカテーテルなどの医療の分野や、レスキューロボットなどの極限作業ロボットへの応用が期待されている。この連続体ロボットの駆動方法としては、腱駆動によるもの、押し引き可能なワイヤによるもの、空気アクチュエータによるものなどがある。

特許文献１には、連続体ロボットの湾曲可能部の姿勢を制御する制御器を備え、制御器が連続体ロボットの進行方向の先頭に位置する湾曲可能部が通過した経路に沿うように後続の湾曲可能部を制御する内視鏡が開示されている。以下、このような姿勢制御を「先頭追従制御」と称する。先頭追従制御を行う制御器を有する内視鏡によれば、内視鏡の挿入対象である被検者の体腔への挿入時には、使用者は、挿入方向の先頭に位置する湾曲可能部の姿勢を操作するだけで、その後続の湾曲可能部は、被検者の体組織と接触しないように自動的に制御される。また、抜去時においては、各湾曲可能部の姿勢は、挿入時に通過した経路に沿うように自動的に制御されるため、使用者は、湾曲可能部の姿勢を操作しなくてもよい。このように、先頭追従制御を用いることによって、連続体ロボットの挿入時・抜去時における使用者の負担を軽減することができる。

特許文献２には、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャン、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）スキャン、及び同様のもの等を使用して生成されるような患者の解剖学的構造の画像を用いて、手術前又は手術中にナビゲーション経路を決定して、自動ナビゲーションする方法が開示されている。

特許第４７５８６４６号公報 特許第６６６７６９１号公報

先頭追従制御の実装形態の１つにおいては、連続体ロボットの前進時に先頭の湾曲可能部の姿勢を後続の湾曲可能部の姿勢に伝搬させるため、先頭の湾曲可能部の姿勢と、連続体ロボットの挿入距離とを、姿勢メモリに記憶する処理が行われている。ここで、連続体ロボットの挿入距離とは、例えば体内（体腔）への挿入開始位置を０として、連続体ロボットが前進するごとに増加する値のことである。

連続体ロボットを体内（体腔）に十分挿入した後に、検査等のために、連続体ロボットの先頭に配置されたカメラで辺りを確認する操作がある。この操作では、連続体ロボットの前進を行わずに先頭から数か所の湾曲可能部を湾曲させて、検査対象の全域を視野に入れて確認する操作（以下、「見回し操作」と記載する）が行われる。ここで、上述した姿勢メモリに先頭の湾曲可能部の姿勢を記憶する処理は、連続体ロボットの前進時のみに行われるため、姿勢メモリに記憶された姿勢と、見回し操作後の姿勢とが乖離する。この状態で、連続体ロボットの前進または後退を行うと、制御が姿勢メモリに記憶された姿勢に戻ってしまうため、連続体ロボットの湾曲可能部が急峻な湾曲動作を伴うことがある。この点、特許文献１には、連続体ロボットの前進時または後退時に、上述した急峻な湾曲動作の回避方法については言及されていない。また、特許文献２では、後退時に、外力に倣う制御を行うか、経路を再生成するかの２つの方法が示されているが、いずれか１つをデフォルト状態として選択する必要があり、常に外力が少ない状態で前進、後退できるわけではなかった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、連続体ロボットの前進時または後退時に、急峻な湾曲動作を回避しつつ、外力が少ない状態で前進または後退することが可能で且つ操作が簡単な連続体ロボットを提供することを目的とする。

本発明の連続体ロボットは、長尺方向に直列に設けられ、それぞれが湾曲可能な複数の湾曲可能部と、前記複数の湾曲可能部を前記長尺方向に前進または後退させる前進後退部と、前記複数の湾曲可能部におけるそれぞれの湾曲可能部を湾曲させてその姿勢を変更する姿勢変更部と、前記複数の湾曲可能部におけるそれぞれの湾曲可能部について前記姿勢を記憶する記憶部と、前記前進後退部による前記前進または前記後退を検出した際に、前記複数の湾曲可能部における少なくとも１つの湾曲可能部の姿勢である第１の姿勢が、前記記憶部に記憶されている前記少なくとも１つの湾曲可能部の姿勢である第２の姿勢に対して所定以上乖離している場合、前記姿勢変更部に対する前記第１の姿勢の変更制御として、指定された姿勢に変更する第１の制御から外力に倣って姿勢を変更する第２の制御に、切り替えまたは連続的に遷移させる制御部と、を有する。
また、本発明は、上述した連続体ロボットの制御方法、及び、当該制御方法におけるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを含む。

本発明によれば、連続体ロボットの前進時または後退時に、急峻な湾曲動作を回避しつつ、外力が少ない状態で前進または後退することが可能で且つ操作が簡単な連続体ロボットを実現することができる。

本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボットの概略構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボットの湾曲可能部における湾曲角度を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボットの湾曲可能部における旋回角度を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボットの制御系における概略構成の一例を示す図である。 図４に示す入力選択部の概略構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボットの制御系を示し、先頭追従制御をより滑らかに行うための構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボットの後退時を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボットの制御方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボットの制御方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボットの後退時を説明するための図であって、外力によって姿勢変更部の制御が位置制御に戻る一例を示す図である。 図９のＳＴＥＰ９０４における姿勢の乖離判定方法の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボットの前進時を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボットの制御系を示し、軌道を再計算して姿勢メモリを更新する処理を行うための構成例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る連続体ロボットの姿勢変更部の概略構成の一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る連続体ロボットの姿勢変更部の概略構成の一例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る連続体ロボットのワイヤ駆動部における概略構成の一例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る連続体ロボットの姿勢変更部の概略構成の一例を示す図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボット１００の概略構成の一例を示す図である。連続体ロボット１００は、長尺方向に直列に設けられ、それぞれが湾曲可能な複数の湾曲可能部２６Ｓ１～２６Ｓ９を備えている。本実施形態においては、複数の湾曲可能部２６Ｓ１～２６Ｓ９において、最も遠位端の側から順番に、湾曲可能部２６Ｓ１、湾曲可能部２６Ｓ２、…と符号を付けており、最も近位端の側は、湾曲可能部２６Ｓ９と定義する。なお、近位端の側とは、ワイヤ駆動部２５がある側である。また、湾曲可能部２６Ｓ１の区間をＳｅｃ１、湾曲可能部２６Ｓ２の区間をＳｅｃ２というように、湾曲可能部２６Ｓ９の区間をＳｅｃ９と定義する。なお、湾曲可能部２６は、９個に限定されるものではなく、任意のＮ個に拡張することができる。本明細書においては、どの区間の湾曲可能部２６かを区別する場合には、Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓ９の補助符号をつけて特定する。また、どの区間かを特定する必要が無い場合には、Ｓ１等の補助符号をつけず、単に「湾曲可能部２６」などと表現する。この表現は、湾曲可能部２６以外の構成部についても、同様とする。

ここで、複数の湾曲可能部２６Ｓ１～２６Ｓ９のうち、代表して湾曲可能部２６Ｓ１の説明を行う。
湾曲可能部２６Ｓ１は、Ｓｅｃ１で示す区間である。湾曲可能部２６Ｓ１は、ワイヤ２０４Ａ１、ワイヤ２０４Ｂ１及びワイヤ２０４Ｃ１を備えている。本明細書においては、この３本のワイヤが重要である。ワイヤ２０４Ａ１、ワイヤ２０４Ｂ１及びワイヤ２０４Ｃ１に対応したワイヤ駆動部２５を、ワイヤ駆動部２５Ａ１、ワイヤ駆動部２５Ｂ１及びワイヤ駆動部２５Ｃ１などと、補助符号Ａ、Ｂ、Ｃをつけて特定する。また、Ｓｅｃ９においては、ワイヤ２０４は、ワイヤ２０４Ａ９、ワイヤ２０４Ｂ９及びワイヤ２０４Ｃ９と表現し、それに対応するワイヤ駆動部２５は、それぞれ、ワイヤ駆動部２５Ａ９、ワイヤ駆動部２５Ｂ９及びワイヤ駆動部２５Ｃ９と表現する。この表現は、ワイヤ駆動部２５以外の構成部についても、同様とする。また、ワイヤ駆動部２５Ａ１、ワイヤ駆動部２５Ｂ１及びワイヤ駆動部２５Ｃ１の３つをまとめて取り扱う場合には、「ワイヤ駆動部２５Ｓ１」などと表現する。

湾曲可能部２６Ｓ１の説明に戻る。
湾曲可能部２６Ｓ１は、上述したように、ワイヤ２０４Ａ１、ワイヤ２０４Ｂ１及びワイヤ２０４Ｃ１を備えている。ワイヤ２０４Ａ１～ワイヤ２０４Ｃ１を押し引きすることにより、紙面の上下前後方向に湾曲可能部２６Ｓ１を湾曲させることができる。ワイヤ２０４Ａ１～ワイヤ２０４Ｃ１は、ワイヤ固定部２０５Ｓ１を介して、円板２１０Ｓ１に固定されている。ワイヤ２０４Ａ１～ワイヤ２０４Ｃ１は、穴の開いた円板２０６に案内され、ワイヤ駆動部２５Ａ１～ワイヤ駆動部２５Ｃ１まで導かれる。

２つ目の湾曲可能部２６Ｓ２は、Ｓｅｃ２で示す区間である。湾曲可能部２６Ｓ１と同様に、ワイヤ２０４Ａ２～ワイヤ２０４Ｃ２を押し引きすることにより、紙面の上下前後方向に湾曲可能部２６Ｓ２を湾曲させることができる。ワイヤ２０４Ａ２～ワイヤ２０４Ｃ２は、ワイヤ固定部２０５Ｓ２を介して、円板２１０Ｓ２に固定されている。ワイヤ２０４Ａ２～ワイヤ２０４Ｃ２は、穴の開いた円板２０６に案内され、ワイヤ駆動部２５Ａ２～ワイヤ駆動部２５Ｃ２まで導かれる。

同様の機構を長尺方向に９個直列に並べることにより、複数の湾曲可能部２６Ｓ１～２６Ｓ９が構成されている。本実施形態では、長尺方向に直列に連続するように設けられている複数の湾曲可能部２６のうち、ワイヤ駆動部２５から最も遠い湾曲可能部２６Ｓ１を「遠位端湾曲可能部」と称し、ワイヤ駆動部２５に最も近い湾曲可能部２６Ｓ９を「近位端湾曲可能部」と称する。

ワイヤ駆動部２５について説明する。
ワイヤ駆動部２５Ａ１は、ステージ２０９Ａ１を前後に駆動することで、ワイヤ２０４Ａ１を押し引きすることができる。ワイヤ２０４Ａ１は、張力センサ２０７Ａ１を介して、ステージ２０９Ａ１に固定されている。ステージ２０９Ａ１は、アクチュエータ２０１Ａ１を回転せることで駆動することができる。ステージ２０９Ａ１の位置は、位置検出器２０２Ａ１で検出することができる。ステージ２０９Ａ１の位置は、「ＰｏｓＡ１」と呼ぶこととする。また、ワイヤ２０４Ａ１の張力は、張力センサ２０７Ａ１において測定することができ、測定値は「ＦｏｒｃｅＡ１」（図示せず）と呼ぶこととする。ここでは、ワイヤ駆動部２５Ａ１について説明したが、他のワイヤ駆動部２５についても同様である。

連続体ロボット１００は、複数の湾曲可能部２６Ｓ１～２６Ｓ９を長尺方向に前進または後退させる前進後退部１４も備えている。前進後退部１４は、複数のワイヤ駆動部２５を搭載したＺステージ２１３を前進または後退させることで、全てのワイヤ２０４を前進または後退させることができる。Ｚステージ２１３は、アクチュエータ２１１を回転させることで駆動することができる。Ｚステージ２１３の位置は、位置検出器２１２で検出することができる。Ｚステージ２１３の位置は、「ＰｏｓＺ」と呼ぶこととする。

なお、アクチュエータ２０１、アクチュエータ２１１は、回転モータなどが使用できる。また、位置検出器２０２、位置検出器２１２は、モータ付属のエンコーダ等が使用できる。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボット１００の湾曲可能部２６における湾曲角度を説明するための図である。この図２において、図１に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。本実施形態では、湾曲可能部２６が湾曲した状態での湾曲可能部２６の姿勢を、湾曲可能部２６の湾曲角度及び旋回角度で定義する。図２に示すように、連続体ロボット１００は、前進方向をＺ座標の正と定義する。また、図２に示すように、湾曲可能部２６ごとに、Ｚ軸の方向は変化する。湾曲角度３１は、湾曲可能部２６ごとに相対的に定義されている。例えば、湾曲可能部２６Ｓ１の湾曲角度３１Ｓ１は、円板２１０Ｓ１の法線ベクトル３０１と、円板２１０Ｓ２の法線ベクトル３０２とのなす角度で定義される。同様に、湾曲可能部２６Ｓ２の湾曲角度３１Ｓ２は、円板２１０Ｓ２の法線ベクトル３０２と、円板２１０Ｓ３の法線ベクトル３０３とのなす角度で定義される。他の湾曲可能部２６についても同様である。

図３は、本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボット１００の湾曲可能部２６における旋回角度を説明するための図である。図３は、湾曲可能部２６の湾曲角度３１が６０度の条件で、旋回角度３２が、０度、１８０度、２７０度であるときを図示している。

図４は、本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボット１００の制御系における概略構成の一例を示す図である。この図４を用いて、前進時の操作について説明する。
入力装置１０は、操縦者からの入力に基づいて、湾曲可能部２６の湾曲目標角度１０１及び旋回目標角度１０２を生成する。入力選択部２２は、湾曲目標角度１０１及び旋回目標角度１０２を、区間Ｓｅｃ１～Ｓｅｃ９のうちのどの区間Ｓｅｃに対しての目標角度かを決定する。

図５は、図４に示す入力選択部２２の概略構成の一例を示す図である。この図５において、図４に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

入力選択部２２は、図５に示すように、湾曲目標角度１０１と旋回目標角度１０２を選択するために、湾曲目標角度処理部５０３及び旋回目標角度処理部５０４を備えている。ここでは、湾曲目標角度処理部５０３を例に説明する。入力選択部２２は、各湾曲可能部２６（図１参照）に対応する選択スイッチ５０２を備えている。選択スイッチ５０２によって、自己保持部５０１、入力装置１０、姿勢メモリ１９の３入力の中から１つを選択する。選択した信号は、順運動学演算部２３に入力する。また、入力選択部２２は、各湾曲可能部２６に対応する自己保持部５０１も備えている。自己保持部５０１は、入力データを記憶し、記憶したデータを１サンプリング遅れで出力する機能を持つ。前進時は、基本的に、以下の表１に示すように、選択スイッチ５０２を選択する。

姿勢メモリ１９について説明する。
姿勢メモリ１９は、複数の湾曲可能部２６Ｓ１～２６Ｓ９におけるそれぞれの湾曲可能部２６について姿勢を記憶する記憶部である。具体的に、姿勢メモリ１９は、配列構造をしており、それぞれの湾曲可能部２６（図１参照）の姿勢として、それぞれの湾曲可能部２６に対応した湾曲角度と旋回角度を格納して記憶する。例えば、姿勢メモリ１９のアドレスＭ１には、湾曲可能部２６Ｓ１に対応した湾曲角度と旋回角度を格納し、アドレスＭ２は、湾曲可能部２６Ｓ２に対応した湾曲角度と旋回角度を格納する。他の姿勢メモリ１９の各アドレスＭも同様に格納する。また、姿勢メモリ１９において、アドレスＭ１０以降は、対応する湾曲可能部２６が存在しないが、後述する先頭追従制御のための格納領域である。なお、湾曲可能部２６と姿勢メモリ１９の各データは、必ずしも１対１ではなくてもよく、１つの湾曲可能部２６に対応する姿勢メモリ１９は、少なくとも１０データぐらいあった方が、滑らかな動作には望ましい。これについては、図６を用いて後述する。

図４の説明に戻る。
続いて、順運動学演算部２３の説明を行う。本実施形態では、各湾曲可能部２６（図１参照）への湾曲目標角度２８と旋回目標角度２９を入力として、全てのワイヤ２０４（図１参照）がとるべき位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）を出力することを順運動学と定義する。そして、この順運動学の演算を行うのが順運動学演算部２３である。ワイヤ２０４（図１参照）をとるべき位置に移動させるのは、各ステージ２０９（図１参照）によって行う。

続いて、姿勢変更部２７の説明を行う。
姿勢変更部２７は、この目標位置（ＲｅｆＰｏｓ）を制御することで、複数の湾曲可能部２６Ｓ１～２６Ｓ９におけるそれぞれの湾曲可能部２６を湾曲させて、湾曲可能部２６の姿勢を変更する。具体例として、姿勢変更部２７Ａ１について説明する。姿勢変更部２７Ａ１では、ステージ２０９Ａ１（図１参照）の現在位置（ＰｏｓＡ１）を目標値にするために、位置フィードバック制御を行う。即ち、姿勢変更部２７Ａ１は、目標位置（ＲｅｆＰｏｓＡ１）から現在位置（ＰｏｓＡ１）を減算して位置偏差を計算し、位置偏差に対してゲインＫｓｖを乗算して、力目標値（ＲｅｆＦｏｒｃｅＡ１）を算出する。この際、力目標値（ＲｅｆＦｏｒｃｅＡ１）をそのままワイヤ駆動部２５Ａ１に加えても位置制御は成立するが、外力に倣う制御を行うために、本実施形態においては、力フィードバックも行っている。即ち、姿勢変更部２７Ａ１は、力目標値（ＲｅｆＦｏｒｃｅＡ１）から張力センサ２０７Ａ１（図１参照）の測定値（ＦｏｒｃｅＡ１）を減算して力偏差を求め、力偏差にゲインＫｆを乗算して、指令電流（ＲｅｆＣｕｒｒｅｎｔＡ１）を算出し、ワイヤ駆動部２５Ａ１に加えている。ここでは、姿勢変更部２７Ａ１について説明したが、その他の姿勢変更部２７の制御も同様である。なお、姿勢変更部２７Ａ１、姿勢変更部２７Ｂ１、姿勢変更部２７Ｃ１の３つをまとめたものを、姿勢変更部２７Ｓ１と表現する。

以上により、入力装置１０を用いて、任意の湾曲可能部２６について湾曲及び旋回のうちの少なくとも１つを行うことができる。

次に、先頭追従制御について説明する。
先頭追従制御とは、前進するたびに、遠位端湾曲可能部の姿勢を近位側に位置する湾曲可能部へ伝搬させ、後退する場合には、近位端湾曲可能部の姿勢を遠位端側に位置する湾曲可能部へ伝搬させる制御のことである。これにより、操縦者は、遠位端湾曲可能部のみを操作すればよく、操縦による負荷を軽減させることができる。

この先頭追従制御について、図４を用いて説明する。
先頭追従制御を行うためには、遠位端湾曲可能部の姿勢情報である湾曲角度１７Ｓ１と旋回角度１８Ｓ１を記憶する必要がある。姿勢情報は、記憶部である姿勢メモリ１９の配列の各要素に記憶される（記憶された姿勢）。本実施形態においては、各湾曲可能部２６（図１参照）の姿勢は、湾曲角度１７と旋回角度１８という形で記憶される。また、本実施形態では、姿勢変更部２７の位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）または位置（Ｐｏｓ）から湾曲角度１７と旋回角度１８を求めることを逆運動学と定義する。逆運動学の演算を行うのが逆運動学演算部２４である。逆運動学演算部２４で求めた湾曲角度１７と旋回角度１８のうち、遠位端湾曲可能部の湾曲角度１７Ｓ１と旋回角度１８Ｓ１は、姿勢メモリ１９の配列の要素Ｍ１に常時書き込まれる。

なお、遠位端湾曲可能部の湾曲角度１７Ｓ１と旋回角度１８Ｓ２を求めるために、全ての姿勢変更部２７の位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）または位置（Ｐｏｓ）を用いる必要があるのは、ワイヤ２０４（図１参照）が円筒の中心を通らない場合があるからである。例えば、中間の湾曲可能部２６（図１参照）が湾曲している場合、湾曲の外側を通るワイヤ２０４は、湾曲の内側を通るワイヤ２０４よりも多くの長さを必要する。それゆえ、遠位端湾曲可能部の３本のワイヤ２０４の位置（ＰｏｓＡ１）、位置（ＰｏｓＢ１）及び位置（ＰｏｓＣ１）だけでは、遠位端湾曲可能部の湾曲角度１７Ｓ１と旋回角度１８Ｓ１を計算できない。なお、位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）または位置（Ｐｏｓ）のどちらの信号が、逆運動学演算部２４に伝達されるかは、位置選択部３０によって決定される。後述する姿勢変更部２７の制御モードが、位置制御の場合には、位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）が選択され、バックドライバブル制御の場合には、位置（Ｐｏｓ）が選択される。ここで、バックドライバブル制御とは、外力に倣って姿勢を変更する制御のことである。

次に、前進するときの処理を説明する。
前進は、操縦者が入力装置１３を操作することによって行われる。前進の操作が行なわれると、前進後退部１４のＺステージ２１３（図１参照）が前進して、全てのワイヤ２０４（図１参照）が前進する。これによって、連続体ロボット１００（図１参照）が前進する。先頭追従制御を行うためには、湾曲可能部２６（図１参照）が１つ分進んだときに、姿勢を１つ分だけ近位側に伝搬させればよい。Ｚステージ２１３の位置を監視して、湾曲可能部２６が１つ分進んだ時、姿勢メモリ１９を伝搬処理２０によって、湾曲可能部２６の１つ分伝搬させる処理を行う。例えば、姿勢メモリ１９のアドレスＭ１１のデータをＭ１２に複写し、Ｍ１０のデータをＭ１１に複写するなどである。この操作を繰り返し、Ｍ１のデータをＭ２に複写する操作が完了すれば、伝搬処理２０が完了する。なお例示のために、Ｍ１１のデータをＭ１２に複写する説明から開始したが、確保した姿勢メモリ１９の配列全領域で行うべきあり、配列数がＮ個ならば、Ｍ（Ｎ－１）のデータをＭＮに複写する処理から開始する必要がある。

複写が完了すると、遠位端湾曲可能部に後続する後続の湾曲可能部２６（図１参照）は、姿勢メモリ１９から読み出した湾曲目標角度３７と旋回目標角度３８によって制御することになり、姿勢が伝搬する。先頭追従制御の場合、基本的に入力装置１０の出力は、入力選択部２２によって、遠位端湾曲可能部への目標値として選択されているため、後続の湾曲可能部２６への湾曲目標角度２８と旋回目標角度２９は、入力選択部２２に阻害されず姿勢メモリ１９から読み込まれる。

なお、本実施形態では、姿勢メモリ１９の複写によって姿勢を伝搬する例を示したが、複写ではなく、姿勢メモリ１９の参照位置の変更によって伝搬を実現することも可能である。例えば、図４では、湾曲可能部２６Ｓ１、湾曲可能部２６Ｓ２、…、湾曲可能部２６Ｓ９が、姿勢メモリ１９のアドレスＭ１、Ｍ２、…、Ｍ９に対応しているが、これを、Ｍ２、Ｍ３、…、Ｍ１０のように対応関係を変更するだけでも伝搬は可能である。

後退する場合も同様であり、後退は、操縦者が入力装置１３を操作することによって行われる。後退の操作が行なわれると、前進後退部１４のＺステージ２１３（図１参照）が後退して、全てのワイヤ２０４（図１参照）が後退する。後退時の姿勢の伝搬は、湾曲可能部２６（図１参照）が１つ分後退したときに、姿勢を１つ分だけ遠位側に伝搬させればよい。Ｚステージ２１３の位置を監視して、湾曲可能部２６が１つ分後退したとき、姿勢メモリ１９を伝搬処理２１によって、湾曲可能部２６の１つ分伝搬させる処理を行う。この操作は、姿勢メモリのアドレスＭ２のデータをＭ１に複写し、Ｍ３のデータをＭ２に複写し、…、ＭＮのデータをＭ（Ｎ－１）に複写する操作まで行えばよい。以降の処理は、前進時と同様である。なお、後退時においては、入力選択部２２は、以下の表２に示すように、全ての湾曲可能部２６において、姿勢メモリ１９からの目標値を選択することが望ましい。

図６は、本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボット１００の制御系を示し、先頭追従制御をより滑らかに行うための構成例を示す図である。この図６において、図４及び図５に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

図４においては、説明の簡略化のために、Ｚステージ２１３の位置を監視して、湾曲可能部２６が１つ分移動したときに、伝搬処理を行うことを説明したが、伝搬処理をより細かく行うこともできる。例えば、図６に示すように、姿勢メモリ１９をより細かく分割して、湾曲可能部２６の１つ分より少ない量だけＺステージ２１３（図１参照）が前進したときに、伝搬処理２０を実施してもよい。同様に、湾曲可能部２６の１つ分より少ない量だけＺステージ２１３が後退したときに伝搬処理２１を実施してもよい。この場合、遠位端湾曲可能部の姿勢がより細かく姿勢メモリ１９に記憶されることになる。また、湾曲目標角度３７と旋回目標角度３８の算出に、図６に示す円滑化部６００を利用することできる。円滑化部６００は、姿勢メモリ１９上を伝搬している複数の配列の要素を姿勢情報入力として、平滑化処理を行うことができる。この平滑化処理は、例えば、算術平均を計算する処理などが適用できる。これにより、操縦者が急峻な操作を行ったとしても、円滑化部６００で円滑化が行われるため、滑らかな動作となる。以上が、先頭追従制御についての説明である。

図７は、本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボット１００の後退時を説明するための図である。この図７において、図１及び図２に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。ここでは、検査対象の全域を視野に入れて確認する操作である見回し操作と、その後の後退操作についての説明を行う。なお、遠位端湾曲可能部の姿勢の姿勢メモリ１９への記憶は、前進時のみに行われるため、姿勢メモリ１９に記憶された姿勢と、見回し操作後の姿勢とが乖離する。この状態で、前進または後退を行うと、姿勢メモリ１９に記憶された姿勢に戻ってしまうため、急峻な湾曲動作を伴うことがある。この急峻な湾曲動作を回避する方法について説明する。

図７（ａ）は、連続体ロボット１００の湾曲可能部２６の前進が完了したときの図である。ここでは、ある程度柔軟性を持った配管の中を移動することを想定する。操縦者は、カメラ視野７０１を確認しながら、壁面から外力が少ない軌跡を選択して前進している。

図７（ｂ）は、見回し操作のために、湾曲可能部２６Ｓ２と湾曲可能部２６Ｓ３を湾曲させた状態である。このとき、各湾曲可能部２６を湾曲させる姿勢変更部２７（図４参照）は、位置制御を行っているため、図７（ａ）に比べて壁面からの外力７０２が大きくなる。なお、湾曲可能部２６Ｓ２と湾曲可能部２６Ｓ３を湾曲させる操作は、入力選択部２２（図５参照）の選択スイッチ５０２を切り替えて行う。湾曲可能部２６Ｓ２を操作する場合、入力選択部２２の選択スイッチ５０２（図５参照）を、以下の表３に示すように切り替える。

なお、この操作は、操縦者からは、単に、入力選択部２２（図５参照）を区間Ｓｅｃ１から区間Ｓｅｃ２に切り替える操作をするだけでよい。入力選択部２２（図５参照）で選択されていた過去の湾曲可能部２６（図１参照）は、自己保持部５０１に切り替えるように予めプログラムしておく。

この状態において、湾曲可能部２６Ｓ２を所望の角度まで湾曲させる。次に、入力選択部２２（図５参照）の選択スイッチ５０２（図５参照）を以下の表４に示すように切り替える。なお、この操作は、操縦者からは、単に、入力選択部２２を区間Ｓｅｃ２から区間Ｓｅｃ３に切り替える操作である。

続いて、図７（ｃ）に示すように、湾曲可能部２６Ｓ３を旋回７０６させ、見回し操作を行う。ちなみに、２点鎖線で示した姿勢７０７は、旋回７０６を行う前の連続体ロボット１００の湾曲可能部２６の姿勢を示している。図７（ｃ）は、見回し操作を完了した状態を示している。このとき、姿勢メモリ１９に記憶された湾曲可能部２６の姿勢７０３と、各湾曲可能部２６の姿勢とは、乖離している。この状態で後退操作を行うと急峻な動作が発生しまう。そこで、本実施形態では、図８に示すフローチャートの処理を行う。

図８は、本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボット１００の制御方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。具体的に、図８は、所定の湾曲可能部２６の姿勢の変更制御として、指定された姿勢に変更する位置制御（第１の制御）から外力に倣って姿勢を変更するバックドライバブル制御（第２の制御）への切り替え等を行うフローチャートである。この図８に示すフローチャートの処理は、主として、図４に示す制御切替部１５（制御部）及び乖離判定部１６で行われる。

まず、図８のＳＴＥＰ（ステップ）１００において、制御切替部１５は、前進後退部１４からの入力に基づいて、連続体ロボット１００の湾曲可能部２６の前進または後退を検出したか否かを判断する。この判断の結果、連続体ロボット１００の湾曲可能部２６の前進または後退を検出していない場合には（ＳＴＥＰ１００／ＮＯ）、連続体ロボット１００の湾曲可能部２６の前進または後退を検出するまで、ＳＴＥＰ１００で待機する。

一方、ＳＴＥＰ１００の判断の結果、連続体ロボット１００の湾曲可能部２６の前進または後退を検出した場合には（ＳＴＥＰ１００／ＹＥＳ）、ＳＴＥＰ１０１に進む。ここでは、連続体ロボット１００の湾曲可能部２６の後退を検出した場合について説明する。入力装置１３（図４参照）を操縦者が操作することにより、前進後退部１４（図４参照）のＺステージ２１３（図１参照）が後退する。Ｚステージ２１３が後退すると、Ｚステージ２１３の位置（ＰｏｓＺ）（図１参照）が制御切替部１５に入力される。制御切替部１５は、位置（ＰｏｓＺ）を監視しており、ここでは後退を検出する。

ＳＴＥＰ１０１に進むと、例えば乖離判定部１６は、最も近位側の湾曲可能部２６（図１に示す例では、湾曲可能部２６Ｓ９）を選択する。

続いて、ＳＴＥＰ１０２において、乖離判定部１６は、選択されている湾曲可能部２６の姿勢（第１の姿勢）と、姿勢メモリ１９に記憶されている当該湾曲可能部２６の姿勢７０３（図７参照：第２の姿勢）とが、所定以上乖離しているか否かを判断する。ここで、選択されている湾曲可能部２６の姿勢（第１の姿勢）とは、アクチュエータ２０１の変位位置または回転量から逆運動学を用いた演算を行う逆運動学演算部２４（図４参照）によって出力された湾曲角度１７と旋回角度１８に相当するものである。また、姿勢メモリ１９に記憶されている当該湾曲可能部２６の姿勢７０３（図７参照：第２の姿勢）とは、姿勢メモリ１９（図４参照）から取り出した湾曲目標角度３７（図４参照）と旋回目標角度３８（図４参照）に相当するものである。

ＳＴＥＰ１０２の判断の結果、選択されている湾曲可能部２６の姿勢と姿勢メモリ１９に記憶されている当該湾曲可能部２６の姿勢７０３とが所定以上乖離していない場合には（ＳＴＥＰ１０２／ＮＯ）、ＳＴＥＰ１０３に進む。例えば図７に示す例において、選択されている湾曲可能部２６が最も近位側の湾曲可能部２６である場合には、ＳＴＥＰ１０２では否定判断（ＮＯ）されて、ＳＴＥＰ１０３に進むことになる。
ＳＴＥＰ１０３に進むと、乖離判定部１６は、全ての湾曲可能部２６の確認が完了したか否かを判断する。

ＳＴＥＰ１０３の判断の結果、全ての湾曲可能部２６については確認が完了していない場合には（ＳＴＥＰ１０３／ＮＯ）、ＳＴＥＰ１０４に進む。ここで、選択された湾曲可能部２６が最も遠位側の湾曲可能部２６Ｓ１であれば、ＳＴＥＰ１０３／ＹＥＳとなる。また、例えば選択された湾曲可能部２６が、最も近位側の湾曲可能部２６Ｓ９等の、湾曲可能部２６Ｓ１以外の湾曲可能部２６であれば、ＳＴＥＰ１０３／ＮＯとなり、ＳＴＥＰ１０４に進むことになる。
ＳＴＥＰ１０４に進むと、乖離判定部１６は、選択中の湾曲可能部２６に対して１つ遠位側の湾曲可能部２６を選択する。その後、ＳＴＥＰ１０２に戻り、ＳＴＥＰ１０４で選択した湾曲可能部２６について、ＳＴＥＰ１０２以降の処理を行う。

また、ＳＴＥＰ１０２の判断の結果、選択されている湾曲可能部２６の姿勢と姿勢メモリ１９に記憶されている当該湾曲可能部２６の姿勢７０３とが所定以上乖離している場合には（ＳＴＥＰ１０２／ＹＥＳ）、ＳＴＥＰ１０５に進む。図７に示す例では、遠位側から３番目の湾曲可能部２６Ｓ３までを操作したので、湾曲可能部２６Ｓ３が選択された時点で、ＳＴＥＰ１０２／ＹＥＳとなり、ＳＴＥＰ１０５に進むことになる。
ＳＴＥＰ１０５に進むと、制御切替部１５は、姿勢変更部２７（図４参照）の制御系における変更制御として、指定された姿勢に変更するための位置制御（第１の制御）から外力に倣って姿勢を変更するバックドライバブル制御（第２の制御）に切り替える。具体的に、制御切替部１５（図４参照）は、切り替え信号３５（図４参照）によって、姿勢変更部２７をＫｓｖ＝０とすることで当該切り替えを行う。より詳細に、姿勢変更部２７がＫｓｖ＝０になると、位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）が無視され、外力に倣う制御となる。ここで、ＳＴＥＰ１０５の処理では、制御切替部１５は、選択中の湾曲可能部２６Ｓ３から遠位側の全ての湾曲可能部２６をバックドライバブル制御に切り替えることが望ましい。したがって、本例では、制御切替部１５は、姿勢変更部２７Ｓ３、姿勢変更部２７Ｓ２及び姿勢変更部２７Ｓ１のＫｓｖをＫｓｖ＝０に設定する。

続いて、ＳＴＥＰ１０６において、例えば制御切替部１５は、姿勢変更部２７の制御系を制御系を位置制御からバックドライバブル制御に切り替えた時点でのＺステージ２１３（図１参照）の位置（ＰｏｓＺ）を記憶する。さらに、例えば制御切替部１５は、後述する必要前進距離１２０１（図１２参照）と必要後退距離７０４（図７参照）を記憶する。ここで、必要前進距離１２０１と必要後退距離７０４は、一定距離となる。また、ＳＴＥＰ１０６で記憶した情報は、後ほど、バックドライバブル制御から位置制御に戻すために使用される。

ＳＴＥＰ１０６の処理が終了した場合、或いは、ＳＴＥＰ１０３で全ての湾曲可能部２６について確認が完了したと判断された場合には（ＳＴＥＰ１０３／ＹＥＳ）、図８に示すフローチャートの処理を終了する。

また、見回し操作などを行わない場合には、ＳＴＥＰ１０２において選択されている湾曲可能部２６の姿勢と姿勢メモリ１９に記憶されている当該湾曲可能部２６の姿勢７０３とが所定以上乖離していないと判断され（ＳＴＥＰ１０２／ＮＯ）、ＳＴＥＰ１０３で全ての湾曲可能部２６について確認が完了したと判断されて（ＳＴＥＰ１０３／ＹＥＳ）、図８に示すフローチャートの処理が終了するため、バックドライバブル制御に切り替わることはない。

また、遠位端湾曲可能部は、前進中、入力装置１０（図４参照）の入力が有効になっているが、図４で示す通り、遠位端湾曲可能部の湾曲角度１７Ｓ１と旋回角度１８Ｓ１は、姿勢メモリ１９に常時書き込まれるため、乖離することはない。したがって、判定する必要もないため、区間Ｓｅｃ１を乖離判定部１６（図４参照）の入力として含めていない。

再び、図７の説明に戻る。
図7（ｄ）は、図８に示すフローチャートの処理が実行され、遠位端側から３番目までの湾曲可能部２６をバックドライバブル制御に切り替えた状態を示している。図7（ｄ）では、バックドライバブル制御が有効な湾曲可能部２６を太線の破線で示し、位置制御が有効な湾曲可能部２６を太線の実線で示している。

次に、バックドライバブル制御から位置制御に戻す方法について説明する。
図８のＳＴＥＰ１０６では、必要後退距離７０４を記憶している。必要後退距離７０４とは、その距離をＺステージ２１３が後退したとき、湾曲可能部２６を位置制御に戻すために使用する距離である。この必要後退距離７０４は、バックドライバブル制御になっている湾曲可能部２６のそれぞれについて設定する。本例の場合、必要後退距離７０４は、湾曲可能部２６Ｓ１から湾曲可能部２６Ｓ３までについて設定し、図７（ｄ）に示すように、必要後退距離７０４Ｓ１、必要後退距離７０４Ｓ２及び必要後退距離７０４Ｓ３となる。また、必要後退距離７０４は、バックドライバブル制御になっている湾曲可能部２６のうち、最も近位側に近いものから順番に遠位側になるほど増加する。即ち、本例の場合、湾曲可能部２６Ｓ３の必要後退距離７０４Ｓ３は、湾曲可能部２６の１つ分の距離、湾曲可能部２６Ｓ２の必要後退距離７０４Ｓ２は、湾曲可能部２６の２つ分の距離、湾曲可能部２６Ｓ１の必要後退距離７０４Ｓ１は、湾曲可能部２６の３つ分の距離となる。

図９は、本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボット１００の制御方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。具体的に、図９は、所定の条件が満たされた場合に、バックドライバブル制御（第２の制御）から位置制御（第１の制御）に復帰させるフローチャートである。

まず、図９のＳＴＥＰ（ステップ）９００において、例えば制御切替部１５は、位置制御に戻すコマンドを受信したか否かを判断する。ここで、本実施形態では、操縦者による操作スイッチ（図示せず）の押下などによって、直ちに、全ての湾曲可能部２６を位置制御に戻すことができるものとする。

ＳＴＥＰ９００の判断の結果、位置制御に戻すコマンドを受信していない場合には（ＳＴＥＰ９００／ＮＯ）、ＳＴＥＰ９０１に進む。
ＳＴＥＰ９０１に進むと、例えば制御切替部１５は、バックドライバブル制御に変更した状態からＺステージが前進したか否かを判断する。このＳＴＥＰ９０１の判断は、図８のＳＴＥＰ１０６で記憶したＺステージ２１３（図１参照）の位置と、現在のＺステージ２１３の位置（ＰｏｓＺ）（図１参照）とを比較することで判断することができる。

ＳＴＥＰ９０１の判断の結果、バックドライバブル制御に変更した状態からＺステージが前進していない場合には（ＳＴＥＰ９０１／ＮＯ）、ＳＴＥＰ９０２に進む。図７に示す例では、後退しているため、ＳＴＥＰ９０１／ＮＯとなり、ＳＴＥＰ９０２に進むことになる。
ＳＴＥＰ９０２に進むと、例えば制御切替部１５は、最も近位側のバックドライバブル制御を実行中の湾曲可能部２６（図１参照）を選択する。図７に示す例では、湾曲可能部２６Ｓ３が選択されることになる。

続いて、ＳＴＥＰ９０３において、例えば制御切替部１５は、ＳＴＥＰ９０２で選択した湾曲可能部２６が必要後退距離後退したか否かを判断する。本例では、必要後退距離７０４Ｓ３（図７参照）と後退距離７０５（図７参照）との比較を行う。

ＳＴＥＰ９０３の判断の結果、ＳＴＥＰ９０２で選択した湾曲可能部２６が必要後退距離後退していない場合には（ＳＴＥＰ９０３／ＮＯ）、ＳＴＥＰ９０４に進む。図７（ｅ）に示す例の場合、後退距離７０５よりも必要後退距離７０４Ｓ３の方が大きいので、ＳＴＥＰ９０３／ＮＯとなり、ＳＴＥＰ９０４に進むことになる。ここで、後退距離７０５とは、図８のＳＴＥＰ１０５の処理を実行して、バックドライバブル制御に切り替えた位置からＺステージ２１３（図１参照）がどれだけ後退したかで定義される。
ＳＴＥＰ９０４に進むと、例えば制御切替部１５は、ＳＴＥＰ９０２で選択した湾曲可能部２６の姿勢と、姿勢メモリ１９に記憶された当該湾曲可能部２６の姿勢７０３との乖離が、閾値以下であるか否かを判断する。

ＳＴＥＰ９０４で姿勢に係る乖離が閾値以下であると判断された場合（ＳＴＥＰ９０４／ＹＥＳ）、或いは、ＳＴＥＰ９０３で必要後退距離後退したと判断された場合には（ＳＴＥＰ９０３／ＹＥＳ）、ＳＴＥＰ９０５に進む。ここで、図７（ｆ）まで後退が行われると、後退距離７０５（図７参照）の方が必要後退距離７０４Ｓ３（図７参照）に比べて大きくなるため、ＳＴＥＰ９０３／ＹＥＳとなり、ＳＴＥＰ９０５に進むことになる。
ＳＴＥＰ９０５に進むと、制御切替部１５は、ＳＴＥＰ９０２で選択された湾曲可能部の制御系をバックドライバブル制御から位置制御に切り替える。図７に示す例では、ＳＴＥＰ９０２で湾曲可能部２６Ｓ３が選択されているため、姿勢変更部２７Ｓ３（図４参照）をバックドライバブル制御から位置制御に切り替えることになる。具体的に、ＳＴＥＰ９０５の切り替えは、姿勢変更部２７Ｓ３のＫｓｖに一定値を代入して位置制御に切り替える。

ＳＴＥＰ９０５の処理が終了した場合、或いは、ＳＴＥＰ９０４で姿勢に係る乖離が閾値以下でないと判断された場合（ＳＴＥＰ９０４／ＮＯ）には、ＳＴＥＰ９０６に進む。
ＳＴＥＰ９０６に進むと、制御切替部１５は、全ての湾曲可能部２６が位置制御であるか否かを判断する。

ＳＴＥＰ９０６の判断の結果、全ての湾曲可能部２６については位置制御でない場合には（ＳＴＥＰ９０６／ＮＯ）、ＳＴＥＰ９００に戻る。本例では、姿勢変更部２７Ｓ１、姿勢変更部２７Ｓ２及び姿勢変更部２７Ｓ３に係る湾曲可能部２６Ｓ１～２６Ｓ３がバックドライバブル制御のため、ＳＴＥＰ９０６／ＮＯとなり、ＳＴＥＰ９００に戻ることになる。

一方、ＳＴＥＰ９０６の判断の結果、全ての湾曲可能部２６について位置制御である場合には（ＳＴＥＰ９０６／ＹＥＳ）、図９のフローチャートの処理を終了する。図７に示す例では、図７（ｇ）まで後退すると、全ての必要後退距離７０４よりも後退距離７０５の方が大きくなるため、ＳＴＥＰ９０５で全ての姿勢変更部２７（図４参照）が位置制御に戻り、その結果、ＳＴＥＰ９０６／ＹＥＳとなって図９のフローチャートの処理が終了する。

ここで、図９のＳＴＥＰ９０４において、ＳＴＥＰ９０２で選択した湾曲可能部２６の姿勢と、姿勢メモリ１９に記憶された当該湾曲可能部２６の姿勢７０３との乖離が、閾値以下と判断される例について説明する。

図１０は、本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボット１００の後退時を説明するための図であって、外力７０２によって姿勢変更部２７の制御が位置制御に戻る一例を示す図である。この図１０において、図７に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。また、図１０（ｅ）は、図７（ｅ）と同じ状態を示している。

図１０（ｅ）に示す外力７０２によって、湾曲可能部２６Ｓ３の姿勢が、姿勢メモリ１９に記憶された湾曲可能部２６Ｓ３の姿勢７０３に近づくとする。この場合、図９のＳＴＥＰ９０４では、湾曲可能部２６Ｓ３の姿勢と姿勢メモリ１９に記憶した湾曲可能部２６Ｓ３の姿勢７０３との乖離が閾値以下と判断されて、ＳＴＥＰ９０５に進むことになる。これにより、姿勢変更部２７Ｓ３が位置制御に変更される。この状態は、図１０（ｅ２）に示したものである。

次いで、本実施形態では、湾曲可能部２６Ｓ２の姿勢と姿勢メモリ１９に記憶した湾曲可能部２６Ｓ２の姿勢７０３との乖離が閾値以下であるか否かが判断される。外力７０２によって、閾値以下になると、姿勢変更部２７Ｓ２が位置制御に変更されることになる。この状態は、図１０（ｅ３）に示したものである。同様に、遠位端湾曲可能部の姿勢変更部２７Ｓ１が位置制御になると、図９のＳＴＥＰ９０６／ＹＥＳとなり、図９のフローチャートの処理が終了することになる。

なお、図９のＳＴＥＰ９０４の判断は、湾曲角度１７（図４参照）及び旋回角度１８（図４参照）と、湾曲目標角度３７（図４参照）及び旋回目標角度３８（図４参照）とを直接比較してもよいが、３次元空間上で距離を計算して判断してもよい。

図１１は、図９のＳＴＥＰ９０４における姿勢の乖離判定方法の一例を示す図である。湾曲可能部２６の姿勢１１００と姿勢メモリ１９に記憶された姿勢１１０１の片側を同一点上に固定し、例えば制御切替部１５は、湾曲角度１７及び旋回角度１８と湾曲目標角度３７及び旋回目標角度３８とを用いて、３次元空間上でもう片側の位置を算出する。その後、例えば制御切替部１５は、同一点側でない方の点の距離１１０２を算出する。最後に、例えば制御切替部１５は、距離１１０２と閾値を比較することで、湾曲可能部２６の姿勢１１００と姿勢メモリ１９に記憶された湾曲可能部２６の姿勢１１０１との乖離を確認する。

なお、外力７０２による場合は、必ずしも、図９のＳＴＥＰ９０４の湾曲可能部２６の姿勢と姿勢メモリ１９に記憶された湾曲可能部２６の姿勢との乖離が閾値以下となる条件を満たすとは限らない。その場合は、後退させる方法で位置制御に戻すか、位置制御に戻すコマンドを送信する必要がある。以上が、本発明を適用した際の連続体ロボット１００の後退時の説明である。

次に、連続体ロボット１００の前進時の説明を行う。
図１２は、本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボット１００の前進時を説明するための図である。この図１２において、図７に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。また、図１２（ｄ）は、図７（ｄ）と同じ状態を示している。以下、図９のフローチャートと図１２を用いて、前進時のバックドライバブル制御から位置制御に戻す方法について説明する。

図８のＳＴＥＰ１０６では、図１２（ｄ）に示す必要前進距離１２０１を記憶している。この必要前進距離１２０１とは、その距離をＺステージ２１３（図１参照）が前進したとき、湾曲可能部２６を位置制御に戻す処理を行うための距離である。具体的に、必要前進距離１２０１は、バックドライバブル制御になっている湾曲可能部２６の長さとなる。本例では、湾曲可能部２６Ｓ１、湾曲可能部２６Ｓ２及び湾曲可能部２６Ｓ３がバックドライバブル制御になっているため、必要前進距離１２０１は、湾曲可能部２６の３つ分の距離となる。

ここで、図９のフローチャートを見ながら説明する。
本例では、図９のＳＴＥＰ９００／ＮＯの場合の例であるため、ＳＴＥＰ９０１に進み、前進しているので、ＳＴＥＰ９０１／ＹＥＳとなり、ＳＴＥＰ９０７に進む。ＳＴＥＰ９０７において、例えば制御切替部１５は、Ｚステージ２１３が必要前進距離１２０１を超えて前進したか否かを判断する。この判断の結果、必要前進距離１２０１を超えていない場合には（ＳＴＥＰ９０７／ＮＯ）、ＳＴＥＰ９００に戻る。

図１２の説明に戻る。
図１２（ｅ）は、湾曲可能部２６の１つ分の距離をＺステージ２１３（図１参照）が前進した例を示す図である。このとき、必要前進距離１２０１までは進んでいないため、湾曲可能部２６Ｓ１から湾曲可能部２６Ｓ３は、位置制御には戻らない。他方、湾曲可能部２６Ｓ４は、位置制御であり、姿勢メモリ１９に記憶された姿勢７０３を目標値とする。先頭追従制御は有効なため、入力選択部２２（図５参照）は、以下の表５の通りになっている。

このとき、区間Ｓｅｃ１は、入力装置１０からの目標指令が有効となるが、該当する湾曲可能部２６Ｓ１が、バックドライバブル制御であるので無視される。区間Ｓｅｃ２及びＳｅｃ３は、姿勢メモリ１９からの目標指令であるが、同様に、該当する湾曲可能部２６Ｓ２及び湾曲可能部２６Ｓ３が、バックドライバブル制御であるので無視される。

その替わり、遠位端湾曲可能部から３つ分までは、バックドライバブル制御となっているため、外力７０２によって、負荷が小さくなる姿勢に変化する。これを仮に、姿勢メモリ１９に記憶された姿勢に近づくものとして図１２に示す。具体的に、図１２（ｅ）からＺステージ２１３（図１参照）を前進させない場合でも、姿勢は変化するため、図１２（ｆ）のようになる。なお、図１２（ｄ）から図１２（ｅ）の間で、遠位端湾曲可能部は、湾曲可能部１つ分進んでおり、姿勢メモリ１９に遠位端湾曲可能部の姿勢が記憶される。湾曲可能部１つ分進んだことにより、姿勢メモリ１９に記憶された姿勢は、姿勢１２０３である。図１２において、姿勢メモリ１９に記憶された姿勢７０３と姿勢１２０３は、不連続となっている。したがって、位置制御となっている湾曲可能部２６Ｓ４が、姿勢メモリ１９に記憶された姿勢１２０３に入る前に姿勢メモリ１９の値を更新する必要がある。

図１２（ｇ）は、湾曲可能部２６Ｓ４が姿勢メモリ１９に記憶された姿勢１２０３に入る直前であり、必要前進距離１２０１に比べ、前進距離１２０２が小さい状態である。これよりも前進すると、必要前進距離１２０１に比べて前進距離１２０２が大きくなり、姿勢メモリ１９（図４参照）を更新して、全てのバックドライバブル制御となっている姿勢変更部２７（図４参照）が位置制御に戻される。

再び、図９の説明に戻る。
ＳＴＥＰ９０７では、上述したように、Ｚステージ２１３が必要前進距離１２０１を超えて前進したか否かを判断する。この判断の結果、Ｚステージ２１３が必要前進距離１２０１を超えて前進した場合には（ＳＴＥＰ９０７／ＹＥＳ）、ＳＴＥＰ９０８に進む。
ＳＴＥＰ９０８に進むと、連続体ロボット１００の制御系は、軌道を再計算して姿勢メモリ１９を更新する処理を行う。

図１３は、本発明の第１の実施形態に係る連続体ロボット１００の制御系を示し、軌道を再計算して姿勢メモリ１９を更新する処理を行うための構成例を示す図である。この図１３において、図４～図６に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

姿勢メモリ１９の更新は、まず、逆運動学演算部２４において、位置選択部３０から渡される位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）又は位置（Ｐｏｓ）を、それぞれの湾曲可能部２６（図１参照）の湾曲角度１７、旋回角度１８に変換する。次に、補間部１３０１において、湾曲角度１７、旋回角度１８を補間して、姿勢メモリ１９に書き込む手順となる。ここで、位置選択部３０は、姿勢変更部２７の制御モードが、位置制御の場合には位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）を選択し、バックドライバブル制御の場合には位置（Ｐｏｓ）を選択する。この際、姿勢変更部２７が位置制御の場合に位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）を選択するのは、位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）と位置（Ｐｏｓ）は、Ｆｏｒｃｅのフィードバック制御によって乖離することがあるためである。外力が大きいとき、インナーループのバックドライバブル制御系の作用により、アウターループの位置制御の位置偏差１３０２が残った状態で、平衡状態になることがある。位置（Ｐｏｓ）を維持するためには、姿勢変更部２７の目標位置は、位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）である必要がある。したがって、位置選択部３０は、姿勢変更部２７が位置制御の場合、位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）を選択する。

なお、外力が大きいときに、位置（Ｐｏｓ）が位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）と一致せず、ある程度外力に倣う状態になることは、連続体ロボット１００、及び、連続体ロボット１００が接触している物体の保護に役立つ。

他方、姿勢変更部２７がバックドライバブル制御の場合、Ｋｓｖ＝０となっており、位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）は無視されている。したがって、位置選択部３０は、位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）を選択することはできず、位置（Ｐｏｓ）を選択する。

また、補間部１３０１は、姿勢メモリ１９と湾曲可能部２６が１対１でないときに、リサンプル処理を行う。図１３では、湾曲可能部２６が１に対して、複数の姿勢メモリ１９が割り当てられており、Ｚステージ２１３（図１参照）の前進時に滑らかに動作するようになっている。リサンプル処理は、例えば、零次ホールド、線形補間、又は、スプライン補間などが使用できる。

再び、図９の説明に戻る。
ＳＴＥＰ９０８において、軌道を再計算して姿勢メモリ１９を更新すると、ＳＴＥＰ９０９に進む。ＳＴＥＰ９０９に進むと、制御切替部１５は、全ての湾曲可能部２６を位置制御に切り替える処理を行う。具体的に、制御切替部１５は、姿勢変更部２７（図４参照）のＫｓｖに一定値を代入することで、バックドライバブル制御から位置制御に切り替える。この切り替えが完了すると、図８のフローチャートの処理が終了する。以上が、本発明を適用した際の連続体ロボット１００の後退時の説明である。

また、一部の姿勢変更部２７（図４参照）がバックドライバブル制御の場合において、操縦者が任意のタイミングで位置制御に戻すこともできる。操縦者は、押しボタンスイッチ（図示せず）などにより、任意のタイミングで位置制御に戻るコマンドを発行できる。すると、図９において、ＳＴＥＰ９００がＹＥＳとなり。すでに説明した、ＳＴＥＰ９０８及びＳＴＥＰ９０９の処理が行われ、全ての姿勢変更部２７が位置制御に戻る。

以上説明した第１の実施形態に係る連続体ロボット１００では、見回し操作後にＺステージ２１３（図１参照）の前進又は後退を検出した際に、湾曲可能部２６の姿勢（第１の姿勢）が、姿勢メモリ１９に記載されている湾曲可能部２６の姿勢７０３（図７参照：第２の姿勢）に対して所定以上乖離している場合、制御切替部１５は、少なくとも１つの姿勢変更部２７（図４参照）に対する湾曲可能部２６の姿勢の変更制御として、指定された姿勢にする位置制御（第１の制御）から外力に倣って姿勢を変更するバックドライバブル制御（第２の制御）に切り替えるようにしている。
かかる構成によれば、連続体ロボットの見回し操作後の前進時または後退時に、姿勢メモリ１９（図４参照）に記憶されている姿勢を用いることによる急峻な湾曲動作を回避することができる。さらに、連続体ロボットの前進時または後退時に急峻な湾曲動作を回避しつつ、外力が少ない状態で前進または後退することが可能で且つ操作が簡単な連続体ロボット１００を実現することができる。

また、姿勢が所定以上乖離している湾曲可能部２６から遠位側に位置している全ての湾曲可能部２６について、姿勢変更部２７（図４参照）の制御系を外力に倣って姿勢を変更するバックドライバブル制御（第２の制御）に切り替えることにより、位置制御の部分を残し、円滑に前進または後退を行うことが可能となる。

なお、本実施形態の前進後退部１４（図４参照）は、アクチュエータ２１１（図１参照）で駆動する例を示しているが、アクチュエータを使用せず、ハンドル等を用いて手動で送ることもできる。その場合においても、位置検出器２１２（図１参照）があれば、前進及び後退を検出することができ、本発明を適用できる。

また、本実施形態では、１つの湾曲可能部２６を３本のワイヤ２０４（図１参照）で駆動しているが、３本に限定されるものではない、例えば、１本のワイヤで押し引きする場合、湾曲自由度が２自由度から１自由度に減少するものの湾曲は可能である。

また、姿勢変更部２７（図４参照）において、位置制御部にはゲインＫｓｖを用い、バックドライバブル制御部にはゲインＫｆを用いているが、ゲインに限定されるものではない。例えば、ＫｓｖからＣｐｏｓ（ｓ）などの構成要素に変更することが可能である。このＣｐｏｓ（ｓ）には、ＰＩＤ制御とＩＩＲフィルタの組み合わせなどが利用できる。同様に、ＫｆもＣｆｏｒｃｅ（ｓ）などの構成要素に変更することが可能である。位置制御からバックドライバブル制御に変更する場合、Ｃｐｏｓ（ｓ）の出力を０とする方法などが有効である。また、バックドライバブル制御から位置制御に戻す場合、Ｃｐｏｓ（ｓ）内の状態変数を０にクリアするなど工夫が必要である。

また，本実施形態では、制御切替部１５は、姿勢変更部２７（図４参照）のＫｓｖに一定値から０を代入することで、位置制御からバックドライバブル制御に切り替える例を示したが、偏差、時間経過などに応じてＫｓｖを連続的変化させることで、位置制御からバックドライバブル制御に連続的に遷移させることもできる。

同様に、本実施形態では、制御切替部１５は、姿勢変更部２７（図４参照）のＫｓｖに０から一定値を代入することで、バックドライバブル制御から位置制御に切り替える例を示したが、偏差、時間経過などに応じてＫｓｖを連続的変化させることもできる。この場合、バックドライバブル制御から位置制御に連続的に遷移させることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第２の実施形態の説明では、上述した第１の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１の実施形態と異なる事項について説明を行う。

図１４は、本発明の第２の実施形態に係る連続体ロボット１００の姿勢変更部２７の概略構成の一例を示す図である。この図１４において、図４～図６及び図１３に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

第２の実施形態は、第１の実施形態とは異なり、図１４に示すように、位置制御部とバックドライバブル制御部が並列配置されており、スイッチ１４０１で切り替える構成となっている。スイッチ１４０１は、制御切替部１５（図４参照）からの切り替え信号３５によって、切り替えることができる。この図１４に示す構成の場合、位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）と位置（Ｐｏｓ）が乖離することが無いため、位置選択部３０を省略することができる。その場合、位置（Ｐｏｓ）を逆運動学演算部２４の入力とする。

第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態における効果に加えて、位置制御時に位置指令（ＲｅｆＰｏｓ）への正確な追従が期待できる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第３の実施形態の説明では、上述した第１及び第２の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１及び第２の実施形態と異なる事項について説明を行う。

第３の実施形態は、第１の実施形態と異なり、先頭追従制御を行わず、予め軌道を計画し、計画した軌道を姿勢メモリ１９に記憶させ、Ｚステージ２１３の位置（ＰｏｓＺ）に対応した姿勢に連続体ロボット１００を制御する形態である。

図１５は、本発明の第３の実施形態に係る連続体ロボット１００の姿勢変更部２７の概略構成の一例を示す図である。具体的に、図１５は、姿勢変更部２７への目標値の与え方の一例を説明するための図である。この図１５において、図４～図６及び図１３に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

姿勢メモリ１９には、図面情報、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）スキャン、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャン、及び同様なもの等から軌道計画を立案し、これを湾曲目標角度及び旋回目標角度に係る姿勢として書き込んでおく。本実施形態の姿勢メモリ１９は、Ｚステージ２１３（図１）の位置に対応づけられものである。入力選択部２２（図５参照）は、前進、後退にかかわらず、以下の表６に示すとおり、全て姿勢メモリ１９を選択するように設定する。

図１５（ａ）は、現在の姿勢メモリ１９の参照状態を参照状態１５０１と仮定する。参照状態１５０１では、湾曲可能部２６Ｓ１から湾曲可能部２６Ｓ９に対応する姿勢メモリ１９としてアドレスＭ５４～Ｍ６３が割り当てられている。これより、Ｚステージ２１３（図１参照）の前進が行われると、姿勢メモリ１９の参照アドレスを変更する必要がある。

図１５（ｂ）は、ある程度、Ｚステージ２１３が前進した状態での姿勢メモリ１９の参照状態を示したものである。Ｚステージ２１３の前進に合わせて姿勢メモリ１９の参照アドレスを変更した結果、例えば、参照状態１５０２のようになる。このように、姿勢メモリ１９の参照するアドレスを変更させることで、予め計画した軌道に沿って進むことができる。また、先頭追従制御を行わないため、第１の実施形態と異なり、湾曲角度１７Ｓ１（図４参照）、旋回角度１８Ｓ１（図４参照）の姿勢メモリ１９（図４参照）への書き込みは行わない。見回し操作以降の制御は、第１の実施形態と同じである。

なお、第１の実施形態において、図６で示した姿勢メモリ１９の高分解能化は、本実施形態においても適用可能である。また、第２の実施形態も、本実施形態に適用可能である。

第３の実施形態によれば、上述した第１の実施形態における効果に加えて、先頭追従制御で行っていた遠位端湾曲可能部の操作も不要となることから操作が簡単になる。必要であれば、入力選択部２２（図５参照）を切り替えて、入力装置１０（図５参照）からの入力を受け付けるようにすることが可能である。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第４の実施形態の説明では、上述した第１～第３の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１～第３の実施形態と異なる事項について説明を行う。

第４の実施形態は、第１の実施形態と異なり、ボールねじを用いず、リニアモータを用いて連続体ロボット１００の制御を行う形態である。

図１６は、本発明の第４の実施形態に係る連続体ロボット１００のワイヤ駆動部２５における概略構成の一例を示す図である。この図１６において、図１に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

第４実施形態におけるワイヤ駆動部２５は、図１６に示すように、リニアガイド１６０１及びリニアモータ１６０２を備えている。また、第４実施形態におけるワイヤ駆動部２５は、図１６に示すように、位置検出のために、スケール１６０３及びスケールヘッド１６０４を備えている。この際、スケール１６０３は、光学式、磁気式など任意のものを用いることができる。また、第４実施形態におけるワイヤ駆動部２５は、第１の実施形態とは異なり、張力センサ２０７を省略して、ステージ２０９に、ワイヤクランプ部１６０５を介して、ワイヤ２０４を直接固定することができる。第４実施形態におけるワイヤ駆動部２５において、張力センサ２０７（図１参照）を省略できる理由は、ボールねじ駆動に比べて、リニアモータ駆動は、摩擦が小さくバックドライバビリティが高いためである。

図１７は、本発明の第４の実施形態に係る連続体ロボット１００の姿勢変更部２７の概略構成の一例を示す図である。この図１７において、図４、図１３及び図１４に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

第４実施形態における姿勢変更部２７は、第２の実施形態とは異なり、図１７に示すように、バックドライバブル制御のための補償器Ｃｆｏｒｃｅ（ｓ）（図１４参照）を省略している。第４実施形態における姿勢変更部２７において、位置制御からバックドライバブル制御への切り替えは、スイッチ１４０１で行われる。第４実施形態における姿勢変更部２７では、バックドライバブル制御へ切り替わると、信号１７０１が選択され、電流指令（ＲｅｆＣｕｒｒｅｎｔＡ１）が０になる。これにより、ステージ２０９は、外力に倣って自由に動くことができるようになる。また、第４実施形態における姿勢変更部２７では、スイッチ１４０１によって直接リニアモータの通電を切断して、リニアモータの動力を切断してもよい。なお、スイッチ１４０１の切り替えは、制御切替部１５（図４参照）からの切り替え信号３５によって、切り替えることができる。

第４の実施形態によれば、上述した第１の実施形態における効果に加えて、張力センサ２０７を省略することができ、簡易な構成とすることができる。なお、リニアモータ駆動にした場合、必ずしも張力センサ２０７を省略する必要はなく、他の実施形態と組み合わせることも自由である。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、本発明に含まれる。

なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１０，１３：入力装置、１４：前進後退部、１５：制御切替部、１６：乖離判定部、１９：姿勢メモリ、２２：入力選択部、２３：順運動学演算部、２４：逆運動学演算部、２５：駆動部、２６：湾曲可能部、２７：姿勢変更部、３０：位置選択部、１００：連続体ロボット、２０１，２１１：アクチュエータ、２０２，２１２：位置検出器、２０４：ワイヤ、２０７：張力センサ、２０９：ステージ、２１３：Ｚステージ

Claims (12)

1. 長尺方向に直列に設けられ、それぞれが湾曲可能な複数の湾曲可能部と、
   前記複数の湾曲可能部を前記長尺方向に前進または後退させる前進後退部と、
   前記複数の湾曲可能部におけるそれぞれの湾曲可能部を湾曲させてその姿勢を変更する姿勢変更部と、
   前記複数の湾曲可能部におけるそれぞれの湾曲可能部について前記姿勢を記憶する記憶部と、
   前記前進後退部による前記前進または前記後退を検出した際に、前記複数の湾曲可能部における少なくとも１つの湾曲可能部の姿勢である第１の姿勢が、前記記憶部に記憶されている前記少なくとも１つの湾曲可能部の姿勢である第２の姿勢に対して所定以上乖離している場合、前記姿勢変更部に対する前記第１の姿勢の変更制御として、指定された姿勢に変更する第１の制御から外力に倣って姿勢を変更する第２の制御に、切り替えまたは連続的に遷移させる制御部と、
   を有することを特徴とする連続体ロボット。
2. 前記記憶部は、前記第２の姿勢として、前記前進後退部によって前記前進させたときの、前記複数の湾曲可能部における遠位端の湾曲可能部の姿勢を記憶しており、
   前記記憶部に記憶されている前記遠位端の湾曲可能部の姿勢は、前記前進するたびに、前記遠位端の湾曲可能部に後続する後続の湾曲可能部を先頭追従制御するために使用される姿勢であることを特徴とする請求項１に記載の連続体ロボット。
3. 前記記憶部は、前記第２の姿勢として、図面情報、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）スキャン、およびコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンのうちの少なくとも１つから予め計画した軌道を実現するための前記少なくとも１つの湾曲可能部の姿勢を記憶していることを特徴とする請求項１に記載の連続体ロボット。
4. 前記第１の姿勢は、アクチュエータの変位位置または回転量から逆運動学を用いて求めた前記少なくとも１つの湾曲可能部の湾曲角度および旋回角度を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の連続体ロボット。
5. 前記制御部は、前記前進後退部による前記前進または前記後退を検出した際に、前記第１の姿勢が前記第２の姿勢に対して所定以上乖離している湾曲可能部から遠位側に位置している全ての湾曲可能部について、前記第１の制御から前記第２の制御に切り替えまたは連続的に遷移させる制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の連続体ロボット。
6. 前記制御部は、前記第２の制御から前記第１の制御に戻す条件として、前記第１の制御に戻すコマンドの受信を適用することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の連続体ロボット。
7. 前記制御部は、前記第２の制御から前記第１の制御に戻す条件として、前記第１の制御から前記第２の制御に切り替えまたは連続的に遷移させたときから前記複数の湾曲可能部の位置が前記後退していること、および、前記第２の制御を行っている前記少なくとも１つの湾曲可能部のうちの最も近位側に位置している湾曲可能部において、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との乖離が閾値以下であることを適用することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の連続体ロボット。
8. 前記制御部は、前記第２の制御から前記第１の制御に戻す条件として、前記第１の制御から前記第２の制御に切り替えまたは連続的に遷移させたときから前記複数の湾曲可能部の位置が、一定距離だけ前記前進していることまたは一定距離だけ前記後退していることを適用することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の連続体ロボット。
9. 前記姿勢変更部は、ワイヤの駆動によって前記湾曲可能部の姿勢を変更するものであり、前記ワイヤを駆動するリニアモータを備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の連続体ロボット。
10. 前記第２の制御では、前記リニアモータの電流指令を０にする、または、前記リニアモータの動力を切断することが行われることを特徴とする請求項９に記載の連続体ロボット。
11. 長尺方向に直列に設けられ、それぞれが湾曲可能な複数の湾曲可能部と、前記複数の湾曲可能部を前記長尺方向に前進または後退させる前進後退部と、前記複数の湾曲可能部におけるそれぞれの湾曲可能部を湾曲させてその姿勢を変更する姿勢変更部と、前記複数の湾曲可能部におけるそれぞれの湾曲可能部について前記姿勢を記憶する記憶部と、を備える連続体ロボットの制御方法であって、
    前記前進後退部による前記前進または前記後退を検出した際に、前記複数の湾曲可能部における少なくとも１つの湾曲可能部の姿勢である第１の姿勢が、前記記憶部に記憶されている前記少なくとも１つの湾曲可能部の姿勢である第２の姿勢に対して所定以上乖離している場合、前記姿勢変更部に対する前記第１の姿勢の変更制御として、指定された姿勢に変更する第１の制御から外力に倣って姿勢を変更する第２の制御に、切り替えまたは連続的に遷移させる制御ステップを有することを特徴とする連続体ロボットの制御方法。
12. コンピュータに、請求項１１に記載の連続体ロボットの制御方法におけるステップを実行させるためのプログラム。

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