WO2014045617A1 - 人体模擬装置 - Google Patents

人体模擬装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2014045617A1
WO2014045617A1 PCT/JP2013/057692 JP2013057692W WO2014045617A1 WO 2014045617 A1 WO2014045617 A1 WO 2014045617A1 JP 2013057692 W JP2013057692 W JP 2013057692W WO 2014045617 A1 WO2014045617 A1 WO 2014045617A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
muscle
human body
gas
port
valve
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/057692
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宣裕 高橋
小池　英樹
Original Assignee
国立大学法人電気通信大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 国立大学法人電気通信大学 filed Critical 国立大学法人電気通信大学
Priority to JP2014536617A priority Critical patent/JP6128530B2/ja
Publication of WO2014045617A1 publication Critical patent/WO2014045617A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H13/00—Toy figures with self-moving parts, with or without movement of the toy as a whole
    • A63H13/005—Toy figures with self-moving parts, with or without movement of the toy as a whole with self-moving head or facial features
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H13/00—Toy figures with self-moving parts, with or without movement of the toy as a whole
    • A63H13/02—Toy figures with self-moving parts, with or without movement of the toy as a whole imitating natural actions, e.g. catching a mouse by a cat, the kicking of an animal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/1075—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with muscles or tendons

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for simulating a human body, and more particularly to a human body simulation apparatus for simulating the skin surface state due to muscle movement.
  • an operation detector that is disposed at each joint of each part of the operator's body, detects a bending angle of each joint, and outputs a detection signal, and is disposed at a muscle of each part of the operator's body.
  • a motion detector for detecting muscle motion, a first signal converter for converting a detection signal from these motion detectors into a transmission signal, and a second signal converter for inputting the transmission signal and converting it into a motion signal A technique relating to a robot that reproduces the motion of the operator by operating each part of the body based on the motion signal from the second signal converter has been proposed.
  • Patent Document 2 discloses that a polymer film has multiple degrees of freedom by collectively forming a plurality of flexible electrode patterns on a polymer film stretched in advance by a printing process and independently controlling the voltage applied to the flexible electrode.
  • a technique relating to a facial expression display that controls the shape and position of the eyes and mouth has been proposed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and can provide a human body simulation device capable of expressing changes in the surface condition of human skin.
  • the first feature of the human body simulation device is to be provided so as to cover a stretchable muscle stretchable part and a part or all of the muscle stretchable part. And an internal pressure adjusting part for adjusting the internal pressure of the muscle part.
  • a second feature of the human body simulation device is further provided with a skeleton part that is shaped like a skeleton, and each of the muscle stretchable parts has the muscle part or It is attached to the skeleton.
  • a third feature of the human body simulation device is that the internal pressure adjustment unit includes an air supply unit that supplies gas to the muscle unit and the muscle expansion and contraction unit, and the muscle unit.
  • a gas suction part for sucking gas from, the muscle part expands by being supplied by the air supply part, and compresses and hardens by gas being sucked by the gas suction part,
  • the muscle expansion / contraction part has a hollow cylindrical shape, and contracts in the axial direction when gas is fed into the gas filling part, and expands in the axial direction when the internal pressure of the hollow cylindrical shape becomes atmospheric pressure. There is to do.
  • the human body simulator according to the fourth aspect of the present invention is characterized in that the internal pressure adjusting unit is configured such that the flow rate of the gas supplied by the air supply unit and the gas sucked by the gas suction unit are And a control unit for controlling the flow rate of the gas.
  • a fifth feature of the human body simulation device is that the control unit causes the air supply unit to supply air to the muscle expansion and contraction unit, and also causes the gas suction unit to remove air from the muscle unit. It is to suck the gas.
  • a sixth feature of the human body simulation device is that the control unit causes the air supply unit to intermittently supply air to the muscle expansion and contraction unit.
  • control unit causes the gas suction unit to suck gas from the muscle unit, and causes the air supply unit to move to the muscle unit. It is to let air supply intermittently.
  • an eighth feature of the human body simulation device is that the control unit causes the gas suction unit to suck gas from the muscle unit, and the air supply unit includes the muscle.
  • the air supply operation for supplying air to the unit is alternately performed at predetermined intervals.
  • a ninth feature of the human body simulation device is that a detection unit that detects an external environment change, and the control unit is configured to detect the change in the air supply unit based on a detection result by the detection unit. Is to control the flow rate of the gas supplied by the gas and the flow rate of the gas sucked by the gas suction unit.
  • a tenth feature of the human body simulation device is that the detection unit detects one or more of vibration, sound, pressure, and capacitance.
  • an eleventh feature of the human body simulation device is that at least the opposite side of the skeleton part is covered with a skin sheet simulating the skin of the muscle part.
  • the twelfth feature of the human body simulation device is that a particle and gas are filled therein, a stretchable muscle stretchable portion, and an internal pressure adjustment portion that regulates the internal pressure of the muscle stretchable portion. It is in having prepared.
  • the human body simulation device of the present invention it is possible to express changes in the surface condition of human skin.
  • FIG. 2B is a perspective view of the human body simulation apparatus according to the first embodiment of the present invention that simulates the biceps brachii shown in FIG.
  • A) is a rear view of the human body simulation apparatus according to Example 1 of the present invention simulating the biceps brachii shown in FIG. 3 (a), and (b) is shown in FIG. 3 (a).
  • FIG.11 is a front view of the human body simulation apparatus which concerns on Example 2 of this invention which simulated the cheek muscle shown to (a). It is the figure which showed schematic structure of the human body simulation apparatus which concerns on Example 3 of this invention. It is the figure which showed the structure of the apparatus of the human body simulation apparatus which concerns on Example 4 of this invention. It is a block diagram of the human body simulation apparatus which concerns on Example 4 of this invention.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically illustrating the principle of the present invention.
  • a human body simulation device 1 includes a skeleton portion 2 simulating a skeleton, a muscular portion 3 simulating a muscle surface state, and a muscular expansion / contraction simulating muscle movement.
  • the actuator 5 which is a part and the skin sheet 6 imitating the skin are provided.
  • the skeleton part 2 is molded by imitating a human skeleton using a material such as hard polyurethane, for example.
  • the muscle portion 3 is molded so as to have a balloon shape using a vinyl-based material such as polyvinyl chloride or nylon so that the inside can be expanded and contracted. At least one place is attached to the skeleton 2 so as to cover the whole.
  • a vinyl-based material such as polyvinyl chloride or nylon
  • the inside of the muscle part 3 is filled with particles 3a such as plastic beads and air 3b, and a tube 3c for sucking or supplying the air 3b is attached.
  • particles 3a such as plastic beads and air 3b
  • a tube 3c for sucking or supplying the air 3b is attached.
  • the particles 3a come into contact with each other and the frictional force between adjacent particles increases, so that the muscle part 3 is cured.
  • the air 3b is supplied to the inside of the muscular portion 3 through the tube 3c, the particles 3a can move in the muscular portion 3 so as to be separated from each other, so that the muscular portion 3 is softened.
  • the gas supplied to the inside of the muscle part 3 is not limited to the air 3b but may be an inert gas or the like.
  • the actuator 5 for example, a McKibben type artificial muscle can be used. That is, the actuator 5 includes a tubular elastic body (tubular body) having a cylindrical shape (not shown), a net-like body 5a that covers the outer surface of the elastic body, and a sealing member 5b that seals the opening at the tip of the elastic body. I have.
  • the actuator 5 is arranged on the skeleton part 2 side of the muscle part 3, and both ends, that is, the sealing member 5 b are attached to the muscle part 3.
  • the net-like body 5a is formed by knitting non-stretchable warp and weft yarns at a predetermined knitting angle.
  • the actuator 5 does not necessarily have to be attached to the muscle part 3, and may be attached to the muscle part 3 or the skeleton part 2.
  • the skeleton part 2 simulates a skeleton including a joint
  • both ends of the actuator 5 may be attached to the skeleton part 2 so as to straddle the joint. Thereby, it is possible to simulate the motion of the joint.
  • the elastic body covered with the mesh body 5a by setting the internal pressure of the elastic body covered with the mesh body 5a to atmospheric pressure, the elastic body extends in the axial direction (Y1Y2 direction) and contracts in the radial direction (X1X2 direction). Moreover, by supplying gas to the elastic body, the elastic body covered with the mesh body 5a contracts in the axial direction and expands in the radial direction. Since both ends of the actuator 5 are attached to the muscle part 3, the shape of the muscle part 3 changes according to the movement by extending or contracting in the axial direction. Note that a tube 5c is attached to the actuator 5 in order to supply gas to the elastic body or to suck the gas.
  • the skin sheet 6 is formed to imitate the skin, and by covering the muscle part 3, the operation of the muscle part 3 can be visually observed through the skin sheet 6.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the human body simulation device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a human body simulation device 1 includes a muscle part 3, an actuator 5, a compressor 7, a vacuum pump 8, a control part 9, and valves 11, 12, and 14. , 15, pressure regulating valves 21, 22, 23, 24, and an air filter 31.
  • the compressor 7, the vacuum pump 8, the controller 9, the valves 11, 12, 14, 15, and the pressure adjusting valves 21, 22, 23, 24 are called internal pressure adjusting units. By having these configurations, the internal pressure of the muscle part 3 can be adjusted.
  • the compressor 7 sends compressed air (air 3b) to the muscle 3 and the actuator 5. Specifically, the compressed air discharged from the compressor 7 is supplied to the valve 11 after the pressure is adjusted to a predetermined pressure P by the pressure adjusting valve 24.
  • the valve 11 is a three-way valve, and performs supply of compressed air or interruption of supply based on a control signal from the control unit 9 described later. Specifically, when the valve 11 is not energized, the port NO2 and the port NO3 are connected and the connection between the port NO1 and the port NO2 is cut off, so that the supply of air to the secondary side of the valve 11 is cut off. The On the other hand, when the valve 11 is energized, the port NO1 and the port NO2 are connected, and the compressed air supplied from the port NO1 to the inside of the valve 11 is supplied from the port NO2 to the secondary side of the valve 11.
  • valve 12 Compressed air supplied from the secondary side of the valve 11 is supplied to a valve 12 having the same configuration as the valve 11.
  • a supply line to the actuator 5 is connected to the port NO3, and a supply line to the muscle portion 3 is connected to the port NO1.
  • the port NO2 and the port NO3 are connected, and the compressed air supplied from the port NO2 into the valve 12 is supplied from the port NO3 to the actuator 5 side, and the pressure is adjusted by the pressure adjusting valve 23.
  • the actuator 5 is supplied.
  • the port NO1 and the port NO2 are connected, and the compressed air supplied from the port NO2 to the inside of the valve 12 is supplied from the port NO1 to the muscle 3 side that is the secondary side of the valve 12. I care.
  • the compressed air supplied from the port NO1 of the valve 12 is supplied to the valve 14 having the same configuration as the valve 11 after the pressure is adjusted to the predetermined pressure PA2 by the pressure adjusting valve 22.
  • the valve 14 has a supply line to the muscle 3 connected to the port NO2.
  • the port NO2 and the port NO3 are connected, and the compressed air supplied from the port NO3 into the valve 14 is supplied from the port NO2 to the secondary side of the valve 14, that is, to the muscle portion 3. Is done.
  • the valve 14 is energized, the port NO1 and the port NO2 are connected and the connection between the port NO2 and the port NO3 is cut off, so that the compressed air supplied from the port NO3 to the inside of the valve 13 is supplied from the port NO2. No air is supplied to the secondary side of the valve 13, that is, the muscle portion 3.
  • the vacuum pump 8 sucks the air 3b filled in the muscle portion 3 through the valve 15, the air filter 31, and the pressure adjustment valve 21.
  • the valve 15 has the same configuration as the valve 11, and performs suction or blocking of suction of the air 3b based on a control signal from the control unit 9 described later. Specifically, when the valve 15 is not energized, the port NO2 and the port NO3 are connected and the connection between the port NO1 and the port NO2 is cut off, so that the secondary side of the valve 15 from the port NO2, that is, the muscle The air 3b filled in the part 3 is not sucked. On the other hand, when the valve 15 is energized, the port NO1 and the port NO2 are connected to communicate with each other. Therefore, dust is removed by the air filter 31, and the pressure of the air 3b filled in the muscle 3 by the pressure adjusting valve 21 is a predetermined pressure. The air 3b filled in the muscular part 3 is sucked with P V as a target value.
  • the acceleration sensor 32 is provided in the vicinity of the muscular portion 3, detects a stroke or a hit by the user, and supplies the detected signal to the control unit 9.
  • the control unit 9 selects and selects an action (for example, any one of tension, relaxation, heartbeat, convulsions, and protrusion) expressed by the human body simulation device 1.
  • an action for example, any one of tension, relaxation, heartbeat, convulsions, and protrusion
  • the flow rate of the gas supplied by the compressor 7 and the flow rate of the gas sucked by the vacuum pump 8 are controlled.
  • the operation pattern is an operation sequence such as ON / OFF of the valves 11, 12, 14, 15 associated with each operation, and is stored in the control unit 9 in advance.
  • control unit 9 causes the compressor 7 to supply air to the actuator 5 and causes the vacuum pump 8 to suck the air 3b from the muscle unit 3.
  • control unit 9 causes the vacuum pump 8 to suck the air 3b from the muscle unit 3 based on the detection result of the acceleration sensor 32, and the compressor 7 intermittently connects to the muscle unit 3. To air.
  • control unit 9 performs the exhausting operation of sucking the gas from the muscle unit 3 by the vacuum pump 8 based on the detection result by the acceleration sensor 32 and the compressor 7 to the muscle unit 3.
  • the air supply operation for supplying air is alternately performed at predetermined intervals.
  • a rough change in the shape of the human body is simulated by the expansion / contraction control of the actuator 5 which is a muscle expansion / contraction section, and the balloon-shaped muscle section 3 filled with particles is used.
  • the actuator 5 which is a muscle expansion / contraction section
  • the balloon-shaped muscle section 3 filled with particles is used.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the human body simulation device 1 according to the first embodiment of the invention.
  • (A) has shown the site
  • a human upper limb has a muscle called biceps 101.
  • the starting part is divided into a long head 101A and a short head 101B as the name of the two heads.
  • Example 1 of the present invention a human body simulation apparatus 1 that simulates the biceps brachii shown in FIG. 3A will be described as an example.
  • FIG. 3B is a perspective view of the human body simulation apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention, which simulates the biceps 101 shown in FIG.
  • FIG. 4A is a rear view of the human body simulation apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention simulating the biceps 101 shown in FIG. 3A.
  • FIG. It is a side view of the human body simulation apparatus 1 which concerns on Example 1 of this invention which simulated the biceps 101 shown to Fig.3 (a).
  • the human body simulation apparatus 1 includes a skeletal part 2 simulating the skeleton and the surface of the biceps 101. It includes muscle portions 3A and 3B simulating the state, an actuator 5 that is a muscular expansion and contraction portion simulating the movement of the biceps 101, and a skin sheet 6 simulating the skin that covers these.
  • a skeletal part 2 simulating the skeleton and the surface of the biceps 101. It includes muscle portions 3A and 3B simulating the state, an actuator 5 that is a muscular expansion and contraction portion simulating the movement of the biceps 101, and a skin sheet 6 simulating the skin that covers these.
  • the illustration of the skin sheet 6 is omitted for explanation.
  • the skeleton part 2 is molded using a material such as hard polyurethane, imitating a human skeleton to which the biceps 101 is connected.
  • the muscular part 3 includes a muscular part 3A simulating the long biceps tendon tendon side of the biceps 101 and a muscular part 3B simulating the short biceps tendon side of the biceps 101. ing.
  • the muscle parts 3A and 3B simulate one biceps 101.
  • the muscle parts 3A and 3B are molded to have a balloon shape using a vinyl-based material such as polyvinyl chloride or nylon so that the inside can be expanded and contracted. At least one place is attached to the skeleton 2 so as to cover a part.
  • a vinyl-based material such as polyvinyl chloride or nylon
  • the muscle parts 3A and 3B have the same configuration, and the inside of each of the muscle parts 3A and 3B is filled with particles 3a such as beads and air 3b for sucking or supplying air 3b.
  • a tube 3c is attached.
  • the gas filled in the muscle 3 is not limited to the air 3b, and may be an inert gas.
  • the actuator 5 has both ends attached to the skeleton part 2 side of the muscle parts 3A and 3B so as to straddle the muscle parts 3A and 3B. Since the internal configuration of the actuator 5 has been described above, it will be omitted.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of the human body simulation apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the human body simulation apparatus 1 includes muscle parts 3A and 3B, an actuator 5, a compressor 7, a vacuum pump 8, a control part 9, and valves 11 to 16. Pressure adjusting valves 21 to 24 and an air filter 31.
  • the muscle parts 3A and 3B, the actuator 5, the compressor 7, the vacuum pump 8, the control part 9, the valves 11 and 12, the pressure adjusting valves 21, 22, 23 and 24, and the air Since the filter 31 has been described above, the description thereof will be omitted.
  • the valve 13 has a supply line to the muscle 3A connected to the port NO2.
  • the port NO2 and the port NO3 are connected, and the compressed air supplied from the port NO3 into the valve 13 is supplied from the port NO2 to the secondary side of the valve 13, that is, the muscle 3A. Is done.
  • the valve 13 is energized, the connection between the port NO2 and the port NO3 is cut off, so the compressed air supplied from the port NO3 to the inside of the valve 13 is the secondary side of the valve 13 from the port NO2, that is, the muscle The air is not supplied to the part 3A.
  • the valve 14 has a supply line to the muscle part 3B connected to the port NO2.
  • the port NO2 and the port NO3 are connected, and the compressed air supplied from the port NO3 into the valve 14 is supplied from the port NO2 to the secondary side of the valve 14, that is, the muscle portion 3B. Is done.
  • the valve 14 is energized, the connection between the port NO2 and the port NO3 is cut off, so the compressed air supplied from the port NO3 to the inside of the valve 14 is connected to the secondary side of the valve 14 from the port NO2, that is, the muscle. The air is not supplied to the part 3B.
  • the valve 15 has the same configuration as the valve 11, and performs suction of the air 3 b or blocking of suction based on a control signal from the control unit 9. Specifically, when the valve 15 is not energized, the port NO2 and the port NO3 are connected and the connection between the port NO1 and the port NO2 is cut off, so that the secondary side of the valve 15 from the port NO2, that is, the muscle The air 3b filled in the portion 3A is not sucked. On the other hand, when the valve 15 is energized, since the port NO1 and the port NO2 are connected and communicated, dust is removed by the air filter 31, and the pressure of the air 3b charged in the muscle 3A by the pressure adjustment valve 21 is a predetermined pressure. the P V as a target value, the air 3b filled in muscle portions 3A is sucked.
  • the valve 16 has the same configuration as the valve 11, and performs suction of the air 3 b or blocking of suction based on a control signal from the control unit 9. Specifically, when the valve 16 is not energized, the port NO2 and the port NO3 are connected and the connection between the port NO1 and the port NO2 is cut off, so the secondary side of the valve 16 from the port NO2, that is, the muscle The air 3b filled in the part 3B is not sucked. On the other hand, when the valve 16 is energized, since the port NO1 and the port NO2 are connected and communicated, dust is removed by the air filter 31, and the pressure of the air 3b filled in the muscle 3B by the pressure adjusting valve 21 is a predetermined pressure. the P V as a target value, the air 3b filled in muscle portions 3B is sucked.
  • FIG. 6 is a timing chart showing an operation of tension in the human body simulation device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the control unit 9 determines that it is a tension, and the compressor 9 based on the operation pattern corresponding to the selected tension operation.
  • the flow rate of the gas supplied by 7 and the flow rate of the gas sucked by the vacuum pump 8 are controlled.
  • control unit 9 turns on (energizes) the valve 11 and turns on (energizes) the valves 15 and 16 at time t1.
  • valve 11 When the valve 11 is turned on (energized), the port NO1 and the port NO2 are connected, and the compressed air supplied into the valve 11 from the port NO1 is supplied to the valve 12 from the port NO2.
  • the port NO2 and the port NO3 are connected, and the compressed air supplied from the port NO2 to the inside of the valve 12 is supplied from the port NO3 to the actuator 5 to adjust the pressure. After the pressure is adjusted to a predetermined pressure PA 1 by the valve 24, the pressure is supplied to the actuator 5.
  • the pressure inside the actuator 5 increases from the atmospheric pressure P 0 which is the value at the time t1 to the pressure P A1 , so that the elastic body covered with the mesh body 5a contracts in the axial direction and expands in the radial direction. As a result, the actuator 5 contracts in the axial direction.
  • valve 15 when the valve 15 is turned on (energized), the port NO1 and the port NO2 are connected and communicated, so that the dust is removed by the air filter 31 and the air 3b filled in the muscle portion 3A by the pressure adjustment valve 21.
  • the port NO1 and the port NO2 are connected and communicated, so that the dust is removed by the air filter 31 and the air 3b filled in the muscle portion 3B by the pressure adjustment valve 21.
  • control unit 9 determines that the tension is present, and based on the operation pattern corresponding to the selected tension operation, the flow rate of the gas supplied by the compressor 7 and the gas suctioned by the vacuum pump 8 are determined. By controlling the flow rate, the actuator 5 contracts in the axial direction and the muscle portions 3A and 3B are cured, so that it is possible to express a state in which the muscles are strengthened by tension.
  • FIG. 7 is a timing chart showing the relaxation operation in the human body simulation device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • valves 11 to 16 are turned off, that is, not energized.
  • muscle portion 3A, and 3B, the pressure inside the actuator 5 has the atmospheric pressure P 0.
  • control unit 9 determines that the gas is relaxed, and based on the operation pattern corresponding to the selected relaxation operation, the flow rate of the gas supplied by the compressor 7 and the gas sucked by the vacuum pump 8 are determined.
  • the actuator 5 extends in the axial direction and the muscle portions 3A and 3B soften, so that it is possible to express a state where tension is relaxed.
  • FIG. 8 is a timing chart showing a beating operation in the human body simulation device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the control unit 9 determines that the heartbeat is detected, and the compressor 9 based on the operation pattern corresponding to the selected heartbeat operation.
  • the flow rate of the gas supplied by 7 and the flow rate of the gas sucked by the vacuum pump 8 are controlled.
  • the controller 9 turns off (non-energized) the valve 11 at time t22 after 200 (milliseconds) has elapsed from the time t21.
  • control unit 9 turns on the valve 11 at time t23 after 2000 (milliseconds) from the time t22, and then turns the valve 11 at time t24 after 200 (milliseconds) from the time t23. Turn off (no power). Thereafter, this series of operations is repeated.
  • the valve 11 When the valve 11 is turned on (energized), the port NO1 and the port NO2 are connected, and the compressed air supplied from the port NO1 into the valve 11 is supplied from the port NO2 to the valve 12. At this time, since the valve 12 is off (non-energized), the port NO2 and the port NO3 are connected, and the compressed air supplied from the port NO2 into the valve 12 is supplied from the port NO3 to the actuator 5 side. after the pressure is adjusted to a predetermined pressure P A1 by the pressure regulating valve 23, supplied to the actuator 5.
  • the pressure inside the actuator 5 increases from the atmospheric pressure P 0 to the pressure P A1 at time t21, so that the elastic body covered with the mesh body 5a contracts in the axial direction and expands in the radial direction. As a result, the actuator 5 contracts in the axial direction.
  • the pressure inside the actuator 5 decreases to the atmospheric pressure P 0 , and the elastic body covered with the mesh body 5a expands in the axial direction and contracts in the radial direction, so that the actuator 5 moves in the axial direction. Stretch.
  • control unit 9 determines that the heartbeat is occurring, and causes the compressor 7 to intermittently supply air to the muscle unit 3 by turning on and off the valve 11 based on the operation pattern corresponding to the selected heartbeat operation. Can express muscle beats.
  • FIG. 9 is a timing chart showing the operation of convulsions in the human body simulation device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the control unit 9 determines that the convulsions occur, and the compressor 9 based on the operation pattern corresponding to the selected convulsions operation.
  • the flow rate of the gas supplied by 7 and the flow rate of the gas sucked by the vacuum pump 8 are controlled.
  • control unit 9 turns on the valves 11, 12, 15, and 16 at time t31 and turns off the valve 11 at time t32 after 50 (milliseconds) has elapsed from time t31 ( Do not energize).
  • control unit 9 turns on the valve 11 at time t33 after 80 (milliseconds) from the time t32, and then turns the valve 11 at time t34 after 50 (milliseconds) from the time t33. Turn off (no power). Thereafter, this series of operations is repeated.
  • valve 11 When the valve 11 is turned on (energized), the port NO1 and the port NO2 are connected, and the compressed air supplied into the valve 11 from the port NO1 is supplied to the valve 12 from the port NO2.
  • valve 12 when the valve 12 is turned on (energized), the port NO1 and the port NO2 are connected, and the compressed air supplied from the port NO2 into the valve 12 is a muscle on the secondary side of the valve 12 from the port NO1. Air is supplied to the parts 3A and 3B.
  • valve 15 when the valve 15 is turned on (energized), the port NO1 and the port NO2 are connected and communicated, so that dust is removed by the air filter 31 and the air 3b filled in the muscle portion 3A is sucked.
  • valve 16 when the valve 16 is turned on (energized), the port NO1 and the port NO2 are connected and communicated, so that dust is removed by the air filter 31 and the air 3b filled in the muscle 3B is sucked.
  • control unit 9 determines that the convulsions occur, performs the on / off operation of the valves 11, 12, 15, and 16 on the basis of the operation pattern corresponding to the selected convulsions operation. , 3B is sucked in from the air 3b, and the compressor 7 is allowed to intermittently supply air to the muscle portions 3A, 3B, thereby expressing muscle spasms.
  • FIG. 10 is a timing chart showing the protrusion operation in the human body simulation apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the control unit 9 determines the protrusion, and the compressor 9 based on the operation pattern corresponding to the selected protrusion operation.
  • the flow rate of the gas supplied by 7 and the flow rate of the gas sucked by the vacuum pump 8 are controlled.
  • the control unit 9 turns on the valves 11, 12, 13, and 15 at time t ⁇ b> 41, and then turns the valves 14 and 16 at time t ⁇ b> 42 after 400 (milliseconds) have elapsed from time t ⁇ b> 41.
  • the valve 15 is turned off (non-energized) while being turned on (energized).
  • the valve 13 is turned off (non-energized) at time t43 after 500 (milliseconds) from the time t42, and the valves 13 and 15 are turned on (energized) at time t44 after 400 (milliseconds) from the time t43.
  • the valve 16 is turned off (not energized). Thereafter, this series of operations is repeated.
  • valve 13 when the valve 13 is turned on (energized), the port NO1 and the port NO2 are connected and the connection between the port NO2 and the port NO3 is cut off, so the compressed air supplied from the port NO3 to the inside of the valve 13 Is not supplied from the port NO2 to the secondary side of the valve 13, that is, the muscle portion 3A.
  • the internal pressure of the actuator 5 becomes the atmospheric pressure P 0 and the actuator 5 extends in the axial direction.
  • the port NO2 and the port NO3 are connected, and the compressed air supplied from the port NO3 to the inside of the valve 14 flows from the port NO2 to the Air is supplied to the next side, that is, the muscle 3B.
  • the internal pressure of the muscle portion 3B will increase the pressure P A2 as the target value from the atmospheric pressure P 0.
  • the pressure of the muscle 3B slowly rises from the time t41 to the time t42 and slowly falls from the time t42, and the pressure of the muscle 3A has passed 900 (milliseconds) from the time t41.
  • the time rises slowly from time t43 to time t44, and slowly falls from time t44.
  • control unit 9 determines that the protrusion is performed, performs the on / off operation of the valves 11, 12, 15, and 16 based on the operation pattern corresponding to the selected protrusion operation, and the vacuum pump 8 performs the muscle portion operation.
  • the control unit 9 determines that the protrusion is performed, performs the on / off operation of the valves 11, 12, 15, and 16 based on the operation pattern corresponding to the selected protrusion operation, and the vacuum pump 8 performs the muscle portion operation.
  • the control unit 9 performs an action (for example, any one of tension, relaxation, heartbeat, convulsion, and protrusion) based on the detection result by the acceleration sensor 32.
  • an action for example, any one of tension, relaxation, heartbeat, convulsion, and protrusion
  • the acceleration sensor 32 it is not limited to the acceleration sensor 32, and a microphone that detects sound, a pressure sensor that detects pressure, an electrostatic sensor that measures capacitance, or the like may be used.
  • the actuator 5 has both ends attached to the skeleton part 2 side of the muscle parts 3A and 3B so as to straddle the muscle parts 3A and 3B.
  • the actuator 5 may be provided in each of the muscle portions 3A and 3B.
  • the axial direction of the actuator 5 and the axial direction of the muscle portions 3A and 3B that is, the same direction as the stretching direction of the muscles of the human body can be matched, so that the state of the muscle can be expressed in more detail. .
  • the flow rate is controlled by the on / off operation of the valves 11 to 16, but the present invention is not limited to this, and an adjustment valve for adjusting the valve opening may be used.
  • Example 2 In the first embodiment of the present invention, the human body simulation apparatus 1 that simulates the biceps brachii is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and various muscles of the human body can be simulated.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the human body simulation apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention.
  • (A) has shown the site
  • a human face has a muscle called cheek muscle 102.
  • the cheek muscles 102 are muscles that work together with the laughing muscles to pull the mouth corners outward, and are located on the left and right sides of the cheeks.
  • Example 2 of the present invention the human body simulation apparatus 1 that simulates the buccal muscles 102 shown in FIG. 11A will be described as an example.
  • FIG. 11B is a front view of the human body simulation apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention, which simulates the buccal muscles 102 shown in FIG.
  • the human body simulation apparatus 1 includes a skeleton part 2 simulating a skeleton, muscle parts 3A and 3B simulating the surface state of the cheek muscles 102, and a cheek Actuators 5 ⁇ / b> A and 5 ⁇ / b> B, which are muscle expansion and contraction parts simulating the movement of the muscle 102, and a skin sheet 6 simulating the skin covering these actuators are provided.
  • a skeleton part 2 simulating a skeleton
  • muscle parts 3A and 3B simulating the surface state of the cheek muscles 102
  • a cheek Actuators 5 ⁇ / b> A and 5 ⁇ / b> B which are muscle expansion and contraction parts simulating the movement of the muscle 102
  • a skin sheet 6 simulating the skin covering these actuators are provided.
  • the illustration of the skin sheet 6 is omitted for explanation.
  • the skeleton part 2 is molded using a material such as hard polyurethane, imitating a human skeleton to which the cheek muscles 102 are connected.
  • the muscle part 3 includes a muscle part 3A that simulates the cheek muscle 102 of the right cheek and a muscle part 3B that simulates the cheek muscle 102 of the right cheek. As described above, in the second embodiment of the present invention, the muscle portions 3A and 3B simulate the cheek muscles 102, respectively.
  • the muscle portions 3A and 3B have the same configuration as the muscle portions 3A and 3B provided in the human body simulation device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the actuator 5A is attached at both ends so as to be substantially parallel to the longitudinal direction of the muscle portion 3A, that is, the direction of expansion and contraction of the muscles of the buccal muscles 102.
  • both ends of the actuator 5B are attached so as to be substantially parallel to the longitudinal direction of the muscle portion 3B, that is, the expansion / contraction direction of the muscles of the buccal muscles 102.
  • control unit 9 operates based on the detection result by the acceleration sensor 32 (for example, any one of tension, relaxation, heartbeat, convulsions, and protrusion). 1) is selected, and the flow rate of the gas supplied by the compressor 7 and the flow rate of the gas sucked by the vacuum pump 8 are controlled based on the operation pattern corresponding to the selected operation.
  • the acceleration sensor 32 for example, any one of tension, relaxation, heartbeat, convulsions, and protrusion.
  • the muscle portions 3A and 3B simulate the muscles of the buccal muscles 102, so that the state of the muscle can be expressed in more detail.
  • the human body simulation device 1 that simulates the biceps is described as an example, and in the second embodiment of the present invention, the human body simulation device 1 that simulates the buccal muscle is described as an example.
  • other muscles may be used. Of course, it is possible to simulate the pectoral muscles and the gluteal muscles.
  • the first embodiment of the present invention includes a muscle part 3 filled with particles and gas inside, and a telescopic actuator 5 that is disposed on the side of the skeleton part 2 of the muscle part 3 and both ends are attached to the muscle part 3.
  • a human body simulation apparatus 1 has been described as an example, the present invention is not limited to this.
  • a human body simulation provided with a muscular part filled with particles and gas inside, and a retractable actuator that is disposed inside the muscular part and each end part is attached to the skeletal part or the muscular part.
  • the apparatus 1 will be described as an example.
  • FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of the human body simulation device 1 according to the third embodiment of the present invention.
  • the human body simulation apparatus 1 imitates the skeletal part 2 simulating the skeleton, the muscular parts 33 and 34 simulating the surface state of the muscles, and the movement of the muscles.
  • Actuators 5A and 5B which are muscle stretchable parts, and a skin sheet 6 simulating the skin are provided.
  • the illustration of the skin sheet 6 is omitted for explanation.
  • the skeleton part 2 is molded using a material such as hard polyurethane, imitating a human skeleton to which the biceps 101 is connected.
  • Actuators 5A and 5B have one end attached to the skeleton 2. Since the internal configuration of the actuators 5A and 5B is the same as the internal configuration of the actuator 5 described above, description thereof is omitted.
  • the muscle portions 33 and 34 are molded to have a balloon shape using a vinyl-based material such as polyvinyl chloride or nylon so that the inside can be expanded and contracted. It is provided so as to cover the whole of 5B. That is, the actuator 5A is disposed inside the muscle portion 33, and the actuator 5B is disposed inside the muscle portion 34.
  • the actuators 5A and 5B are along the inner wall surfaces 33a and 34a of the muscle portions 33 and 34, respectively. It is attached.
  • the inner wall and outer wall of the muscle parts 33 and 34 are shape
  • the configuration in which the actuators 5A and 5B are provided along the inner wall surfaces 33a and 34a of the muscle parts 33 and 34 has been described as an example, but the present invention is not limited thereto, and the muscle parts 33 and 34 are
  • the inner wall surfaces 33a and 34a may be omitted so as to have a balloon shape including the actuators 5A and 5B, respectively.
  • both end portions of the actuator 5A and both end portions of the muscle portion 33 are fixed, and both end portions of the actuator 5B and both end portions of the muscle portion 34 are fixed, respectively.
  • the actuator 5A, 5B may be configured.
  • the muscle parts 33 and 34 have the same configuration, and the inside of each of the muscle parts 33 and 34 is filled with particles 3a such as beads and air 3b to suck or supply air 3b.
  • the tube 3c is attached.
  • the gas filled in the muscle parts 33 and 34 is not limited to the air 3b, and may be an inert gas.
  • the muscle portions 33 and 34 that are filled with particles and gas are disposed inside the muscle portions 33 and 34, and each end portion is the skeleton portion 2 or the muscle portion 33. , 34 are provided with retractable actuators 5A, 5B, so that the user does not directly contact the actuators 5A, 5B from the outside, and thus can simulate more natural muscles in appearance.
  • the first embodiment of the present invention includes a muscle part 3 filled with particles and gas inside, and a telescopic actuator 5 that is disposed on the side of the skeleton part 2 of the muscle part 3 and both ends are attached to the muscle part 3.
  • a human body simulation apparatus 1 has been described as an example, the present invention is not limited to this.
  • a human body simulation apparatus 1 including a telescopic actuator 51 in which particles and gas are filled and one end portion is attached to the skeleton 2 will be described as an example.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of the equipment of the human body simulation device 1 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the human body simulation device 1 includes a skeleton portion 2 that imitates a skeleton, an actuator 5 that is a muscle expansion and contraction portion that imitates the muscle surface state and muscle movement, And a skin sheet 6 imitating the skin.
  • the skeleton portion 2 and the skin sheet 6 have the same configurations as the skeleton portion 2 and the skin sheet 6 included in the human body simulation device 1 according to the first embodiment of the present invention, and thus the description thereof is omitted. To do.
  • the actuator 51 for example, a McKibben type artificial muscle can be used. That is, the actuator 51 includes a cylindrical elastic body (tubular body) having a cylindrical shape (not shown), a net-like body 5a that covers the outer surface of the elastic body, and a sealing member 5b that seals the opening at the tip of the elastic body. The inside is filled with particles 5d such as plastic beads.
  • the elastic body covered with the mesh body 5a by setting the internal pressure of the elastic body covered with the mesh body 5a to atmospheric pressure, the elastic body extends in the axial direction (Y1Y2 direction) and contracts in the radial direction (X1X2 direction). Moreover, by supplying gas to the elastic body, the elastic body covered with the mesh body 5a contracts in the axial direction and expands in the radial direction. Since one end of the actuator 51 is attached to the skeleton 2, this operation is transmitted to the skin sheet 6 by extending or contracting in the axial direction. Note that a tube 5c is attached to the actuator 5 in order to supply gas to the elastic body or to suck the gas.
  • the elastic body when the gas inside is contracted in the axial direction by the gas supply to the elastic body covered with the mesh-like body 5a and expanded in the radial direction, when the internal gas is aspirated suddenly, the elastic body reaches the longest position in the axial direction. Before extending, the particles 5d contracted in the radial direction and filled inside contact with each other. Thus, since the shape of the elastic body is stabilized at a certain length without extending to the longest position in the axial direction when the internal gas is aspirated rapidly, the elastic body does not harden too much. Thereby, when the user touches the surface of the skin sheet 6, the sense of the particles 5d is transmitted, and the state of the muscle can be expressed in more detail.
  • the gas supplied into the actuator 51 is not limited to air but may be an inert gas.
  • FIG. 14 is a configuration diagram of the human body simulation apparatus 1 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the human body simulation device 1 includes an actuator 51, a compressor 7, a vacuum pump 8, a control unit 9, valves 11, 15, 17, 18, a pressure
  • the adjusting valves 21 and 24, the air filter 31, and the acceleration sensor 32 are provided.
  • the actuator 51, the compressor 7, the vacuum pump 8, the control unit 9, the valves 11 and 15, the pressure regulating valves 21 and 24, the air filter 31, and the acceleration sensor 32 are as follows. Since it was mentioned above, explanation is omitted.
  • the compressor 7, the vacuum pump 8, the control unit 9, the valves 11, 15, 17, and 18 and the pressure adjustment valves 21 and 24 are referred to as an internal pressure adjusting unit, and the internal pressure adjusting unit includes these components.
  • the internal pressure of the actuator 51 can be adjusted.
  • the valve 17 is a three-way valve and exhausts compressed air or shuts off the exhaust based on a control signal from the control unit 9. Specifically, when the valve 17 is not energized, the port NO2 and the port NO3 are connected, and compressed air is exhausted from the port NO3. On the other hand, when the valve 17 is energized, the port NO1 and the port NO2 are connected, but since the port NO1 is normally closed as shown in the figure, the exhaust from the valve 17 stops.
  • the valve 18 is a three-way valve, and performs air intake or air intake block based on a control signal from the control unit 9. Specifically, when the valve 18 is not energized, the port NO2 and the port NO3 are connected, and air is sucked from the port NO3. On the other hand, when the valve 18 is energized, the port NO1 and the port NO2 are connected, but since the port NO1 is normally closed as shown in the figure, intake from the valve 18 stops.
  • valves 17 and 18 are three-way valves, two-way on-off valves that turn on and off may be used.
  • the control unit 9 selects an action (for example, any one of convulsions, tension, and heartbeat) expressed by the human body simulation device 1 based on the detection result by the acceleration sensor 32, and corresponds to the selected action. Based on the operation pattern, the flow rate of the gas supplied by the compressor 7 and the flow rate of the gas sucked by the vacuum pump 8 are controlled.
  • the operation pattern is an operation sequence such as ON / OFF of the valves 11, 15, 17, 18 associated with each operation, and is stored in the control unit 9 in advance.
  • the control unit 9 causes the vacuum pump 8 to suck gas from the actuator 51 based on the detection result by the acceleration sensor 32, and intermittently supplies the compressor 7 to the actuator 51. Let me know. Other operations (tension, heartbeat) will be described later in detail.
  • the simulation device 1 according to the fourth embodiment of the present invention a schematic change in the shape of the human body is simulated by the expansion / contraction control of the actuator 51 which is a muscle expansion / contraction part filled with particles, and the hardness of the surface of the human body Since it is possible to simulate a fine movement, it is possible to realize a shape and motion expression closer to the human body with a simple device configuration.
  • FIG. 15 is a timing chart showing the operation of convulsions in the human body simulation device 1 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the control unit 9 determines that the convulsions occur, and the compressor 9 based on the operation pattern corresponding to the selected convulsions operation.
  • the flow rate of the gas supplied by 7 and the flow rate of the gas sucked by the vacuum pump 8 are controlled.
  • control unit 9 turns on the valves 11, 15, 17, and 18 at time t ⁇ b> 51 and turns off the valve 11 at time t ⁇ b> 52 after 50 (milliseconds) has elapsed from time t ⁇ b> 51. Do not energize).
  • controller 9 turns on the valve 11 at time t53 after 80 (milliseconds) from the time t52, and then turns the valve 11 at time t54 after 50 (milliseconds) from the time t53. Turn off (no power). Thereafter, this series of operations is repeated.
  • the valve 11 When the valve 11 is turned on (energized), the port NO1 and the port NO2 are connected, and the compressed air supplied from the port NO1 to the inside of the valve 11 is supplied from the port NO2 to the actuator 51.
  • the valve 17 when the valve 17 is turned on (energized), the port NO1 and the port NO2 are connected. However, since the port NO1 is normally closed as illustrated, the exhaust from the valve 17 is stopped.
  • valve 15 when the valve 15 is turned on (energized), the port NO1 and the port NO2 are connected and communicated, so that dust is removed by the air filter 31 and the air filled in the actuator 51 is sucked.
  • valve 18 when the valve 18 is turned on (energized), the port NO1 and the port NO2 are connected, but since the port NO1 is normally closed, intake from the valve 18 stops.
  • control unit 9 determines that the convulsions occur, and performs the on / off operation of the valves 11, 15, 17, and 18 based on the operation pattern corresponding to the selected convulsions operation. By causing gas to be sucked and causing the compressor 7 to intermittently supply air to the actuator 51, muscle spasm can be expressed.
  • FIG. 16 is a timing chart illustrating a tension operation in the human body simulation device 1 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the control unit 9 determines that it is a tension, and the compressor 9 based on the operation pattern corresponding to the selected tension operation.
  • the flow rate of the gas supplied by 7 and the flow rate of the gas sucked by the vacuum pump 8 are controlled.
  • control unit 9 turns on (energizes) the valve 11 and turns on (energizes) the valves 17 and 18 at time t61.
  • valve 11 When the valve 11 is turned on (energized), the port NO1 and the port NO2 are connected, and the compressed air supplied from the port NO1 to the inside of the valve 11 is supplied from the port NO2 to the actuator 51. At this time, since the valves 17 and 18 are also turned on (energized), intake and exhaust are both stopped.
  • the pressure inside the actuator 51 increases from the atmospheric pressure P 0 that is the value at the time t1 to the pressure PA1 , so that the elastic body covered with the mesh body 5a contracts in the axial direction and expands in the radial direction. As a result, the actuator 51 contracts in the axial direction.
  • the valve 11 is turned off (non-energized), whereby the port NO2 and the port NO3 are connected, and the supply of compressed air from the port NO1 is stopped.
  • the valve 15 is turned on (energized)
  • the port NO1 and the port NO2 are connected and communicated, so that dust is removed by the air filter 31 and the air charged in the actuator 51 by the pressure adjustment valve 21 is removed.
  • pressure as a target value a predetermined pressure P V air filled in the actuator 51 is suddenly sucked.
  • the particles 5d inside the actuator 51 come into contact with each other and the frictional force between the adjacent particles is increased, so that the actuator 51 is slightly cured.
  • control unit 9 determines that the tension is present, and based on the operation pattern corresponding to the selected tension operation, the flow rate of the gas supplied by the compressor 7 and the gas suctioned by the vacuum pump 8 are determined.
  • the actuator 51 contracts in the axial direction, and then the air in the actuator 51 is aspirated rapidly, so that the actuator 51 does not extend to the longest position in the axial direction and has a certain length. Since the shape is stable, it does not harden too much. Thereby, when the user touches the surface of the skin sheet 6, the sense of the particles 5 d is transmitted, and it is possible to express a state in which a person has strengthened muscles due to tension.
  • FIG. 17 is a timing chart showing a beating operation in the human body simulation device 1 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the control unit 9 determines that it is a heartbeat, and based on the motion pattern corresponding to the motion of the selected heartbeat, the compressor 9 The flow rate of the gas supplied by 7 and the flow rate of the gas sucked by the vacuum pump 8 are controlled.
  • the controller 9 turns off (non-energized) the valve 11 at time t72 after 200 (milliseconds) has elapsed from the time t71.
  • control unit 9 turns on the valve 11 at the time t73 after 2000 (milliseconds) from the time t72, and turns the valve 11 at the time t74 after 200 (milliseconds) from the time t73. Turn off (no power). Thereafter, this series of operations is repeated.
  • the pressure of the compressed air from the compressor 7 is adjusted to a predetermined pressure P A1 by the pressure adjustment valve 24.
  • P A1 a predetermined pressure
  • the valve 11 is turned on (energized)
  • the port NO1 and the port NO2 are connected, and the compressed air supplied from the port NO1 to the inside of the valve 11 is supplied from the port NO2 to the actuator 51.
  • the pressure inside the actuator 5 decreases to the atmospheric pressure P 0 , and the elastic body covered with the mesh body 5a expands in the axial direction and contracts in the radial direction, so that the actuator 5 moves in the axial direction. Stretch.
  • control unit 9 determines that the pulse is generated, and intermittently supplies air from the compressor 7 to the actuator 51 by turning on and off the valve 11 based on the operation pattern corresponding to the selected operation of the heartbeat. Can express muscle beats.
  • the inside includes the telescopic actuator 51 that is filled with particles and gas and has one end attached to the skeleton 2. It is possible to realize the expression that is closer to the human body, such as shape, convulsions, tension, and heartbeat.
  • the muscle portion 3 and the actuator 5 are separately provided and pressure control is not performed separately.
  • the actuator 51 in which the muscular part 3 and the actuator 5 are integrated one system of pressure control can express movements such as convulsions, tensions, beatings, etc., thus realizing space saving and a complicated apparatus configuration, It can be realized with a simple configuration without requiring complicated control.
  • Example 5 In Example 1 of the present invention, a muscle part 3 that is filled with particles and gas inside, and a retractable actuator 5 that is disposed on the skeleton part 2 side of the muscle part 3 and both ends are attached to the muscle part 3, Although the human body simulation apparatus 1 capable of expressing a state in which muscles are strong has been described as an example, the present invention is not limited thereto.
  • a human body simulation apparatus 1 that represents a state in which goose bumps are standing on the skin will be described as an example.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating the human body simulation apparatus 1 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • (A) has shown the state by which the compressed air was supplied to the human body simulation apparatus 1 which concerns on Example 5 of this invention,
  • (b) is compressed to the human body simulation apparatus 1 which concerns on Example 5 of this invention. It shows a state where air is sucked.
  • the human body simulation device 1 As shown in FIG. 18A, the human body simulation device 1 according to the fifth embodiment of the present invention is provided so as to have a sealed space between the skin sheet 6 imitating the skin and the skin sheet 6.
  • a housing part 201, a supply / exhaust tube 202 connected to the compressor part 7 or the vacuum pump 8 via a valve, connected to the housing part 201, a protruding sheet 204 provided in the housing part 201, and an elastic member 205 I have.
  • the muscle part 3 according to the first to third embodiments of the present invention and the actuator 51 according to the fourth embodiment can be provided inside each component (inside the body) of FIG. In other words, each component in FIG. 18 can be provided so as to replace the skin sheet 6 of the first to fourth embodiments of the present invention.
  • the protrusion sheet 204 has a plurality of protrusions 204a on the surface, and is provided in the housing portion 201 so that the protrusion 204a is on the skin sheet 6 side.
  • an elastic member 205 is provided on the side of the projection sheet 204 facing the surface having the projections 204a.
  • the elastic member 205 is formed of, for example, a sponge material and has a large number of spaces inside. Therefore, the elastic member 205 contracts or expands.
  • the housing portion 201 in a normal state, the housing portion 201 is filled with air 206, and the elastic member 205 is expanded to the maximum size. At this time, the housing part 201 is connected to the atmosphere and is at atmospheric pressure.
  • the skin sheet 6, the protruding sheet 204, and the elastic member 205 are in close contact with each other, and air in a large number of spaces provided in the elastic member 205 is also sucked in the close contact state.
  • the protrusion 204a pushes up the skin sheet 6 from below.
  • the protrusion sheet 204 is provided in the housing portion 201 so that the protrusion 204a is on the skin sheet 6 side, and the elastic member 205 is provided on the surface side of the protrusion sheet 204 facing the surface having the protrusion 204a. Therefore, by sucking the air in the housing part 201, it is possible to express a state in which goose bumps are standing on the skin.
  • SYMBOLS 1 Human body simulation apparatus 2 ... Skeletal part 3, 3A, 3B, 33, 34 ... Muscle part 3a ... Particle 3b ... Air 5, 5A, 5B, 51 ... Actuator (muscle expansion-contraction part) 6 ... Skin sheet 7 ... Compressor (air supply part) 8 ... Vacuum pump (gas suction part) DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Control part 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 ... Valve 21, 22, 23, 24 ... Pressure adjustment valve 31 ... Air filter 32 ... Acceleration sensor 201 ... Housing part 202 ... Supply / exhaust tube 204 ... projection sheet 204a ... projection 205 ... elastic member 206 ... air

Abstract

　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。

Description

人体模擬装置
　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。
　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。
特開平７－２９９７７３号公報 特開２００３－２２５４７０号公報
　しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の技術では、身体各部の動作や、目や口等の形状・位置の制御を行うが、これらの動作のみでは、表現力が不足しており、コミュニケーションを築き得る対象物として現実味が欠如していた。
　具体的には、筋肉のはたらきに伴う皮膚上の凹凸形状の再現や、触った感触のフィードバックの変化を再現するための制御を行うことは不可能であり、このような考えに基づいたロボットの身体表現に関してこれまで試みがなされて来なかったとともに、ヒトの皮膚感覚の変化の再現は困難であった。
　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ヒトの皮膚の表面状態の変化を表現することができる人体模擬装置を提供することができる。
　上記目的を達成するため、本発明に係る人体模擬装置の第１の特徴は、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、を備えたことにある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る人体模擬装置の第２の特徴は、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にある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る人体模擬装置の第３の特徴は、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、をさらに備え、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圧縮及び硬化し、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にある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る人体模擬装置の第４の特徴は、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と、を更に備えたことにある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る人体模擬装置の第５の特徴は、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にある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る人体模擬装置の第６の特徴は、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にある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る人体模擬装置の第７の特徴は、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にある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る人体模擬装置の第８の特徴は、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にある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る人体模擬装置の第９の特徴は、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にある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る人体模擬装置の第１０の特徴は、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にある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る人体模擬装置の第１１の特徴は、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にある。
　上記目的を達成するため、本発明に係る人体模擬装置の第１２の特徴は、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、を備えたことにある。
　本発明の人体模擬装置によれば、ヒトの皮膚の表面状態の変化を表現することができる。
本発明の原理を模式的に説明した説明図である。 本発明の一実施形態である人体模擬装置の構成図である。 本発明の実施例１に係る人体模擬装置を説明した図である。（ａ）は、本発明の実施例１に係る人体模擬装置のモデルとなる人体の部位を示している。（ｂ）は、（ａ）に示した上腕二頭筋を模擬した本発明の実施例１に係る人体模擬装置の斜視図である。 （ａ）は、図３（ａ）に示した上腕二頭筋を模擬した本発明の実施例１に係る人体模擬装置の背面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）に示した上腕二頭筋を模擬した本発明の実施例１に係る人体模擬装置の側面図である。 本発明の実施例１に係る人体模擬装置の構成図である。 本発明の実施例１に係る人体模擬装置における緊張の動作を示したタイミングチャートである。 本発明の実施例１に係る人体模擬装置における弛緩の動作を示したタイミングチャートである。 本発明の実施例１に係る人体模擬装置における鼓動の動作を示したタイミングチャートである。 本発明の実施例１に係る人体模擬装置における痙攣の動作を示したタイミングチャートである。 本発明の実施例１に係る人体模擬装置における突き出しの動作を示したタイミングチャートである。 本発明の実施例２に係る人体模擬装置を説明した図である。（ａ）は、本発明の実施例１に係る人体模擬装置のモデルとなる人体の部位を示している。図１１（ｂ）は、（ａ）に示した頬筋を模擬した本発明の実施例２に係る人体模擬装置の正面図である。 本発明の実施例３に係る人体模擬装置の概略構成を示した図である。 本発明の実施例４に係る人体模擬装置の機器の構成を示した図である。 本発明の実施例４に係る人体模擬装置の構成図である。 本発明の実施例４に係る人体模擬装置における痙攣の動作を示したタイミングチャートである。 本発明の実施例４に係る人体模擬装置における緊張の動作を示したタイミングチャートである。 本発明の実施例４に係る人体模擬装置における鼓動の動作を示したタイミングチャートである。 本発明の実施例５に係る人体模擬装置を説明した図である。（ａ）は、本発明の実施例５に係る人体模擬装置に圧縮空気が給気された状態を示しており、（ｂ）は、本発明の実施例５に係る人体模擬装置１に圧縮空気が吸引された状態を示している。
　図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
　以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに限定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
　まず、本発明の原理について、図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の原理を模式的に説明した説明図である。
　図１に示すように、本発明の一実施形態である人体模擬装置１は、骨格を模した骨格部２と、筋肉の表面状態を模した筋肉部３と、筋肉の動きを模した筋肉伸縮部であるアクチュエータ５と、皮膚を模した皮膚シート６とを備えている。
　骨格部２は、例えば、硬質ポリウレタン等の素材を用いて、ヒトの骨格を模して成型されている。
　筋肉部３は、内部を膨張及び収縮することが可能なように、ポリ塩化ビニル等のビニル系素材やナイロンなどを用いて、バルーン形状を有するように成型されており、アクチュエータ５の一部又は全部を覆うように、骨格部２に少なくとも１カ所が取り付けられている。
　筋肉部３の内部には、プラスティックビーズなどの粒子３ａ、及び空気３ｂが充填されており、空気３ｂを吸引又は給気するためのチューブ３ｃが取り付けられている。このチューブ３ｃを介して、筋肉部３の内部の空気３ｂが吸引されると、粒子３ａ同士が接触し隣接する粒子間の摩擦力が大きくなるため、筋肉部３は硬化する。一方、このチューブ３ｃを介して、筋肉部３の内部へ空気３ｂが給気されると、粒子３ａは同士が離れ自在に筋肉部３内を移動できるので、筋肉部３は軟化する。なお、筋肉部３の内部に給気される気体は、空気３ｂに限らず、不活性ガスなどでもよい。
　アクチュエータ５には、例えばマッキベン（McKibben）型人工筋肉を用いることができる。すなわち、アクチュエータ５は、図示しない円筒形状を有する管状の弾性体（管状体）と、弾性体の外表面を覆う網状体５ａと、弾性体の先端部の開口をそれぞれ密封する密封部材５ｂとを備えている。
　アクチュエータ５は、筋肉部３の骨格部２側に配置されており、両端、即ち、密封部材５ｂが筋肉部３に取り付けられている。ここで、網状体５ａは、非伸縮性の縦糸と横糸を所定の編み上げ角で編んだものである。なお、アクチュエータ５は、必ずしも筋肉部３に取り付けられている必要はなく、筋肉部３又は骨格部２に取り付けられていればよい。例えば、骨格部２が関節を含む骨格を模擬している場合、関節を跨ぐように、アクチュエータ５の両端部が、骨格部２に取り付けられるようにしてもよい。これにより、関節の動作まで模擬することができる。
　そして、網状体５ａで覆われた弾性体の内部圧力を大気圧とすることで、弾性体の軸方向（Ｙ１Ｙ２方向）に伸長するとともに径方向（Ｘ１Ｘ２方向）に収縮する。また、弾性体に気体を給気することで、網状体５ａで覆われた弾性体が軸方向に収縮するとともに径方向に膨張する。アクチュエータ５の両端は筋肉部３に取り付けられているので、軸方向に伸長又は収縮することにより、その動きに応じて筋肉部３の形状が変化することになる。なお、弾性体に気体を給気し、又は気体を吸引するために、アクチュエータ５には、チューブ５ｃが取り付けられている。
　皮膚シート６は、皮膚を模して形成されており、筋肉部３を覆うことで、皮膚シート６を介して筋肉部３の動作を目視することができる。
　図２は、本発明の一実施形態である人体模擬装置１の構成図である。
　図２に示すように、本発明の一実施形態である人体模擬装置１は、筋肉部３と、アクチュエータ５と、コンプレッサー７と、真空ポンプ８と、制御部９と、バルブ１１，１２，１４，１５と、圧力調整バルブ２１，２２，２３，２４と、エアフィルタ３１とを備える。これらの構成のうち、筋肉部３と、アクチュエータ５とについては、上述したので、説明を省略する。なお、コンプレッサー７と、真空ポンプ８と、制御部９と、バルブ１１，１２，１４，１５と、圧力調整バルブ２１，２２，２３，２４とを、内圧調整部といい、この内圧調整部が、これらの構成を有することにより、筋肉部３の内圧調整が可能となる。
　コンプレッサー７は、筋肉部３及びアクチュエータ５に、圧縮空気（空気３ｂ）を送り込む。具体的には、コンプレッサー７から吐出された圧縮空気は、圧力調整バルブ２４により圧力が所定圧力Ｐに調整された後、バルブ１１に供給される。
　バルブ１１は、三方弁であり、後述する制御部９からの制御信号に基づき、圧縮空気の給気又は給気の遮断を行う。具体的には、バルブ１１は、非通電時には、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ１とポートＮＯ２との接続が遮断されるため、バルブ１１の二次側への給気が遮断される。一方、バルブ１１は、通電時には、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ１からバルブ１１内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１１の二次側へと給気される。
　バルブ１１の二次側から給気された圧縮空気は、バルブ１１と同一の構成を有するバルブ１２に供給される。
　バルブ１２は、ポートＮＯ３にアクチュエータ５への供給ラインが接続され、ポートＮＯ１に筋肉部３への供給ラインが接続されている。バルブ１２は、非通電時には、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ２からバルブ１２内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ３からアクチュエータ５側へ給気され、圧力調整バルブ２３により圧力が所定圧力ＰＡ１に調整された後、アクチュエータ５に供給される。また、バルブ１２は、通電時には、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ２からバルブ１２内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ１からバルブ１２の二次側である筋肉部３側へ給気される。
　バルブ１２のポートＮＯ１から供給された圧縮空気は、圧力調整バルブ２２により圧力が所定圧力ＰＡ２に調整された後、バルブ１１と同一の構成を有するバルブ１４に供給される。
　バルブ１４は、ポートＮＯ２に筋肉部３への供給ラインが接続されている。バルブ１４は、非通電時には、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ３からバルブ１４内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１４の二次側、即ち、筋肉部３へ給気される。一方、バルブ１４は、通電時には、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ２とポートＮＯ３との接続が遮断されるため、ポートＮＯ３からバルブ１３内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１３の二次側、即ち、筋肉部３へ給気されることはない。
　真空ポンプ８は、バルブ１５と、エアフィルタ３１と、圧力調整バルブ２１とを介して、筋肉部３に充填された空気３ｂを吸引する。
　バルブ１５は、バルブ１１と同一の構成を有しており、後述する制御部９からの制御信号に基づき、空気３ｂの吸引又は吸引の遮断を行う。具体的には、バルブ１５は、非通電時には、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ１とポートＮＯ２との接続が遮断されるため、ポートＮＯ２からバルブ１５の二次側、即ち、筋肉部３に充填された空気３ｂが吸引されることはない。一方、バルブ１５は、通電時には、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され連通するので、エアフィルタ３１によりダストが除去され、圧力調整バルブ２１により筋肉部３に充填された空気３ｂの圧力が所定圧力ＰVを目標値として、筋肉部３に充填された空気３ｂが吸引される。
　加速度センサ３２は、筋肉部３の近傍に設けられ、ユーザによるストロークや打撃を検出し、検出した検出信号を制御部９に供給する。
　制御部９は、加速度センサ３２による検出結果に基づいて、人体模擬装置１によって表現される動作（例えば、緊張、弛緩、鼓動、痙攣、突き出しのうちいずれか１つ）を選択し、選択された動作に対応する動作パターンに基づいて、コンプレッサー７により給気される気体の流量と、真空ポンプ８により吸引される気体の流量とを制御する。ここでは、動作パターンとは、動作毎に関連づけられたバルブ１１，１２，１４，１５のオンオフ等の動作シーケンスであり、予め、制御部９内に記憶している。
　例えば、制御部９は、緊張の動作パターンが選択された場合、コンプレッサー７にアクチュエータ５への給気を行わせると共に、真空ポンプ８により筋肉部３から空気３ｂを吸引させる。
　また、制御部９は、痙攣の動作パターンが選択された場合、加速度センサ３２による検出結果に基づいて、真空ポンプ８により筋肉部３から空気３ｂを吸引させると共に、コンプレッサー７に筋肉部３へ断続的に給気させる。
　また、制御部９は、突き出しの動作パターンが選択された場合、加速度センサ３２による検出結果に基づいて、真空ポンプ８により筋肉部３から気体を吸引させる排気動作と、コンプレッサー７に筋肉部３へ給気させる給気動作とを、所定間隔で交互に行わせる。
　本発明の実施形態となる人体模擬装置１によれば、筋肉伸縮部であるアクチュエータ５の伸縮制御によって人体の形状の概略的な変化を模擬するとともに、粒子が充填されたバルーン状の筋肉部３の内圧を制御することによって、人体の表面の硬度や細かい動きを模擬することが可能になるので、人体により近い、形状や動作の表現が実現される。
　以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
＜実施例１＞
　図３は、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１を説明した図である。（ａ）は、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１のモデルとなる人体の部位を示している。
　図３（ａ）に示すように、人間の上肢には上腕二頭筋１０１と呼ばれる筋肉がある。この上腕二頭筋１０１は、二頭の名の通り起始部が長頭１０１Ａと短頭１０１Ｂとに分かれている。
　本発明の実施例１では、図３（ａ）に示した上腕二頭筋を模擬した人体模擬装置１を例に挙げて説明する。
　図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した上腕二頭筋１０１を模擬した本発明の実施例１に係る人体模擬装置１の斜視図である。また、図４（ａ）は、図３（ａ）に示した上腕二頭筋１０１を模擬した本発明の実施例１に係る人体模擬装置１の背面図であり、図４（ｂ）は、図３（ａ）に示した上腕二頭筋１０１を模擬した本発明の実施例１に係る人体模擬装置１の側面図である。
　図３（ｂ），図４（ａ）～（ｂ）に示すように、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１は、骨格を模した骨格部２と、上腕二頭筋１０１の表面状態を模した筋肉部３Ａ，３Ｂと、上腕二頭筋１０１の動きを模した筋肉伸縮部であるアクチュエータ５と、これらを覆う、皮膚を模した皮膚シート６とを備えている。なお、ここでは、皮膚シート６は、説明のため図示を省略している。
　骨格部２は、例えば、硬質ポリウレタン等の素材を用いて、上腕二頭筋１０１が接続されるヒトの骨格を模して成型されている。
　筋肉部３は、上腕二頭筋１０１の上腕二頭筋長頭腱側を模擬した筋肉部３Ａと、上腕二頭筋１０１の上腕二頭筋短頭腱側を模擬した筋肉部３Ｂとを備えている。このように、本発明の実施例１では、筋肉部３Ａ，３Ｂが、１つの上腕二頭筋１０１を模擬している。
　筋肉部３Ａ，３Ｂは、内部を膨張及び収縮することが可能なように、ポリ塩化ビニル等のビニル系素材やナイロンなどを用いて、バルーン形状を有するように成型されており、骨格部２の一部を覆うように、骨格部２に少なくとも１カ所が取り付けられている。
　筋肉部３Ａ，３Ｂは同一構成を有しており、筋肉部３Ａ，３Ｂそれぞれの内部には、ビーズなどの粒子３ａ、及び空気３ｂが充填されており、空気３ｂを吸引又は給気するためのチューブ３ｃが取り付けられている。なお、筋肉部３の内部に充填される気体は、空気３ｂに限らず、不活性ガスなどでもよい。
　アクチュエータ５は、筋肉部３Ａ，３Ｂを跨ぐように、筋肉部３Ａ，３Ｂの骨格部２側に両端が取り付けられている。アクチュエータ５の内部構成については、上述したので省略する。
　図５は、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１の構成図である。
　図５に示すように、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１は、筋肉部３Ａ，３Ｂと、アクチュエータ５と、コンプレッサー７と、真空ポンプ８と、制御部９と、バルブ１１～１６と、圧力調整バルブ２１～２４と、エアフィルタ３１とを備える。これらの構成のうち、筋肉部３Ａ，３Ｂと、アクチュエータ５と、コンプレッサー７と、真空ポンプ８と、制御部９と、バルブ１１，１２と、圧力調整バルブ２１，２２，２３，２４と、エアフィルタ３１とについては、上述したので、説明を省略する。
　バルブ１３は、ポートＮＯ２に筋肉部３Ａへの供給ラインが接続されている。バルブ１３は、非通電時には、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ３からバルブ１３内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１３の二次側、即ち、筋肉部３Ａへ給気される。一方、バルブ１３は、通電時には、ポートＮＯ２とポートＮＯ３との接続が遮断されるため、ポートＮＯ３からバルブ１３内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１３の二次側、即ち、筋肉部３Ａへ給気されることはない。
　バルブ１４は、ポートＮＯ２に筋肉部３Ｂへの供給ラインが接続されている。バルブ１４は、非通電時には、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ３からバルブ１４内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１４の二次側、即ち、筋肉部３Ｂへ給気される。一方、バルブ１４は、通電時には、ポートＮＯ２とポートＮＯ３との接続が遮断されるため、ポートＮＯ３からバルブ１４内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１４の二次側、即ち、筋肉部３Ｂへ給気されることはない。
　バルブ１５は、バルブ１１と同一の構成を有しており、制御部９からの制御信号に基づき、空気３ｂの吸引又は吸引の遮断を行う。具体的には、バルブ１５は、非通電時には、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ１とポートＮＯ２との接続が遮断されるため、ポートＮＯ２からバルブ１５の二次側、即ち、筋肉部３Ａに充填された空気３ｂが吸引されることはない。一方、バルブ１５は、通電時には、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され連通するので、エアフィルタ３１によりダストが除去され、圧力調整バルブ２１により筋肉部３Ａに充填された空気３ｂの圧力が所定圧力ＰＶを目標値として、筋肉部３Ａに充填された空気３ｂが吸引される。
　バルブ１６は、バルブ１１と同一の構成を有しており、制御部９からの制御信号に基づき、空気３ｂの吸引又は吸引の遮断を行う。具体的には、バルブ１６は、非通電時には、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ１とポートＮＯ２との接続が遮断されるため、ポートＮＯ２からバルブ１６の二次側、即ち、筋肉部３Ｂに充填された空気３ｂが吸引されることはない。一方、バルブ１６は、通電時には、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され連通するので、エアフィルタ３１によりダストが除去され、圧力調整バルブ２１により筋肉部３Ｂに充填された空気３ｂの圧力が所定圧力ＰＶを目標値として、筋肉部３Ｂに充填された空気３ｂが吸引される。
　次に、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１の動作について説明する。
　本発明の実施例１では、動作として、緊張、弛緩、鼓動、痙攣、突き出しの５つの動作を例に挙げて説明する。なお、ここでは、コンプレッサー７及び真空ポンプ８は、常時オンであるとする。
≪緊張≫
　図６は、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１における緊張の動作を示したタイミングチャートである。
　図６に示すように、ｔ１時点において、加速度センサ３２が、所定の加速度を検出した場合、制御部９は、緊張と判定し、選択された緊張の動作に対応する動作パターンに基づいて、コンプレッサー７により給気される気体の流量と、真空ポンプ８により吸引される気体の流量とを制御する。
　具体的には、制御部９は、ｔ１時点において、バルブ１１をオン（通電）すると共に、バルブ１５，１６をオン（通電）する。
　バルブ１１がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ１からバルブ１１内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１２へ給気される。
　バルブ１２は、オフ（非通電）であるので、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ２からバルブ１２内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ３からアクチュエータ５側へ給気され、圧力調整バルブ２４により圧力が所定圧力ＰＡ１に調整された後、アクチュエータ５に供給される。
　これにより、アクチュエータ５の内部の圧力は、ｔ１時点の値である大気圧Ｐ０から圧力ＰＡ１に上昇するので、網状体５ａで覆われた弾性体が軸方向に収縮するとともに径方向に膨張することで、アクチュエータ５は軸方向に収縮する。
　また、バルブ１５がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され連通するので、エアフィルタ３１によりダストが除去され、圧力調整バルブ２１により筋肉部３Ａに充填された空気３ｂの圧力が所定圧力ＰＶを目標値として、筋肉部３Ａに充填された空気３ｂが吸引される。
　さらに、バルブ１６がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され連通するので、エアフィルタ３１によりダストが除去され、圧力調整バルブ２１により筋肉部３Ｂに充填された空気３ｂの圧力が所定圧力ＰＶを目標値として、筋肉部３Ｂに充填された空気３ｂが吸引される。
　これにより、筋肉部３Ａ，３Ｂの内部の粒子３ａ同士が接触し、隣接する粒子間の摩擦力が大きくなるため、筋肉部３Ａ，３Ｂは硬化する。
　このように、制御部９が、緊張と判定し、選択された緊張の動作に対応する動作パターンに基づいて、コンプレッサー７により給気される気体の流量と、真空ポンプ８により吸引される気体の流量とを制御することにより、アクチュエータ５は軸方向に収縮すると共に、筋肉部３Ａ，３Ｂは硬化するので、まるで、人が緊張により筋肉が強ばった状態を表現することができる。
≪弛緩≫
　図７は、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１における弛緩の動作を示したタイミングチャートである。
　図７に示すように、人体模擬装置１が弛緩状態にあるとき、バルブ１１～１６は、オフ、即ち非通電されている。
　これにより、筋肉部３Ａ，３Ｂと、アクチュエータ５との内部の圧力は、大気圧Ｐ０となっている。
　このように、制御部９が、弛緩と判定し、選択された弛緩の動作に対応する動作パターンに基づいて、コンプレッサー７により給気される気体の流量と、真空ポンプ８により吸引される気体の流量とを制御することにより、アクチュエータ５は軸方向に伸張すると共に、筋肉部３Ａ，３Ｂは軟化するので、まるで、緊張が弛んだ状態を表現することができる。
≪鼓動≫
　図８は、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１における鼓動の動作を示したタイミングチャートである。
　図８に示すように、ｔ２１時点において、加速度センサ３２が、所定の加速度を検出した場合、制御部９は、鼓動と判定し、選択された鼓動の動作に対応する動作パターンに基づいて、コンプレッサー７により給気される気体の流量と、真空ポンプ８により吸引される気体の流量とを制御する。
　具体的には、制御部９は、ｔ２１時点において、バルブ１１をオン（通電）した後、ｔ２１時点から２００（ミリ秒）経過後のｔ２２時点において、バルブ１１をオフ（非通電）する。
　さらに、制御部９は、ｔ２２時点から２０００（ミリ秒）経過後のｔ２３時点において、バルブ１１をオン（通電）した後、ｔ２３時点から２００（ミリ秒）経過後のｔ２４時点において、バルブ１１をオフ（非通電）する。以降、この一連の動作を繰り返す。
　バルブ１１がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ１からバルブ１１内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１２へ給気される。このとき、バルブ１２は、オフ（非通電）であるので、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ２からバルブ１２内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ３からアクチュエータ５側へ給気され、圧力調整バルブ２３により圧力が所定圧力ＰＡ１に調整された後、アクチュエータ５に供給される。
　これにより、アクチュエータ５との内部の圧力は、ｔ２１時点において、大気圧Ｐ０から圧力ＰＡ１に上昇するので、網状体５ａで覆われた弾性体が軸方向に収縮するとともに径方向に膨張することで、アクチュエータ５は軸方向に収縮する。
　一方、バルブ１１がオフ（非通電）されることにより、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ１とポートＮＯ２との接続が遮断されるため、バルブ１１の二次側への給気が遮断される。
　これにより、アクチュエータ５との内部の圧力は、大気圧Ｐ０まで低下し、網状体５ａで覆われた弾性体が軸方向に伸張するとともに径方向に収縮することで、アクチュエータ５は軸方向に伸張する。
　このように、制御部９が、鼓動と判定し、選択された鼓動の動作に対応する動作パターンに基づいて、バルブ１１のオンオフにより、コンプレッサー７に筋肉部３へ断続的に給気させることにより、筋肉の鼓動を表現することができる。
≪痙攣≫
　図９は、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１における痙攣の動作を示したタイミングチャートである。
　図９に示すように、ｔ３１時点において、加速度センサ３２が、所定の加速度を検出した場合、制御部９は、痙攣と判定し、選択された痙攣の動作に対応する動作パターンに基づいて、コンプレッサー７により給気される気体の流量と、真空ポンプ８により吸引される気体の流量とを制御する。
　具体的には、制御部９は、ｔ３１時点において、バルブ１１，１２，１５，１６をオン（通電）した後、ｔ３１時点から５０（ミリ秒）経過後のｔ３２時点において、バルブ１１をオフ（非通電）する。
　さらに、制御部９は、ｔ３２時点から８０（ミリ秒）経過後のｔ３３時点において、バルブ１１をオン（通電）した後、ｔ３３時点から５０（ミリ秒）経過後のｔ３４時点において、バルブ１１をオフ（非通電）する。以降、この一連の動作を繰り返す。
　バルブ１１がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ１からバルブ１１内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１２へ給気される。
　また、バルブ１２がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ２からバルブ１２内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ１からバルブ１２の二次側である筋肉部３Ａ，３Ｂ側へ給気される。
　また、バルブ１５がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され連通するので、エアフィルタ３１によりダストが除去され、筋肉部３Ａに充填された空気３ｂが吸引される。
　さらに、バルブ１６がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され連通するので、エアフィルタ３１によりダストが除去され、筋肉部３Ｂに充填された空気３ｂが吸引される。
　これにより、ｔ３１時点からｔ３２時点までの間、真空ポンプ８により空気３ｂが吸引されながら、コンプレッサー７により空気３ｂが給気されるので、筋肉部３Ａ，３Ｂの圧力は、上昇する。そして、ｔ３２時点からｔ３３時点までの間、真空ポンプ８により空気３ｂが吸引されるので、筋肉部３Ａ，３Ｂの圧力は下降する。
　このように、制御部９が、痙攣と判定し、選択された痙攣の動作に対応する動作パターンに基づいて、バルブ１１，１２，１５，１６のオンオフ動作を行い、真空ポンプ８により筋肉部３Ａ，３Ｂから空気３ｂを吸引させると共に、コンプレッサー７に筋肉部３Ａ，３Ｂへ断続的に給気させることにより、筋肉の痙攣を表現することができる。
≪突き出し≫
　図１０は、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１における突き出しの動作を示したタイミングチャートである。
　図１０に示すように、ｔ４１時点において、加速度センサ３２が、所定の加速度を検出した場合、制御部９は、突き出しと判定し、選択された突き出しの動作に対応する動作パターンに基づいて、コンプレッサー７により給気される気体の流量と、真空ポンプ８により吸引される気体の流量とを制御する。
　具体的には、制御部９は、ｔ４１時点において、バルブ１１，１２，１３，１５をオン（通電）した後、ｔ４１時点から４００（ミリ秒）経過後のｔ４２時点において、バルブ１４，１６をオン（通電）すると共に、バルブ１５をオフ（非通電）する。そして、ｔ４２時点から５００（ミリ秒）経過後のｔ４３時点において、バルブ１３をオフ（非通電）し、ｔ４３時点から４００（ミリ秒）経過後のｔ４４時点において、バルブ１３，１５をオン（通電）すると共に、バルブ１６をオフ（非通電）する。以降、この一連の動作を繰り返す。
　ｔ４１時点において、バルブ１１がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ１からバルブ１１内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１２へ給気される。そして、バルブ１２がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ２からバルブ１２内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ１からバルブ１２の二次側である筋肉部３Ａ，３Ｂ側へ給気される。
　また、バルブ１３がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ２とポートＮＯ３との接続が遮断されるため、ポートＮＯ３からバルブ１３内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１３の二次側、即ち、筋肉部３Ａへ給気されることはない。
　そのため、アクチュエータ５の内部圧力は、大気圧Ｐ０となり、アクチュエータ５は軸方向に伸張する。
　このとき、バルブ１５がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され連通するので、エアフィルタ３１によりダストが除去され、筋肉部３Ａに充填された空気３ｂが吸引される。これにより、筋肉部３Ａの内部圧力が低下する。
　一方、筋肉部３Ｂは、バルブ１４がオフ（非通電）であるので、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ３からバルブ１４内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１４の二次側、即ち、筋肉部３Ｂへ給気される。これにより、筋肉部３Ｂの内部圧力は、大気圧Ｐ０から圧力ＰＡ２を目標値として上昇する。
　次に、ｔ４２時点において、バルブ１４がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ１からバルブ１１内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２とポートＮＯ３との接続が遮断され、さらに、バルブ１６がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され連通するので、エアフィルタ３１によりダストが除去され、筋肉部３Ｂに充填された空気３ｂが吸引される。これにより、筋肉部３Ｂの内部圧力が低下する。
　ｔ４３時点において、バルブ１３がオフ（非通電）されることにより、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ３からバルブ１３内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１３の二次側、即ち、筋肉部３Ａへ給気される。これにより、筋肉部３Ａの内部圧力は、大気圧Ｐ０から圧力ＰＡ２を目標値として上昇する。
　ｔ４４時点において、バルブ１３がオン（通電）されることにより、また、バルブ１３がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ２とポートＮＯ３との接続が遮断されるため、ポートＮＯ３からバルブ１３内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からバルブ１３の二次側、即ち、筋肉部３Ａへ給気されることはない。また、バルブ１５がオン（通電）されることにより、オンポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され連通するので、エアフィルタ３１によりダストが除去され、筋肉部３Ａに充填された空気３ｂが吸引される。これにより、筋肉部３Ａの内部圧力がさらに低下する。
　このように、筋肉部３Ｂの圧力は、ｔ４１時点からｔ４２時点までの間、ゆっくりと上昇し、ｔ４２時点からゆっくりと下降し、筋肉部３Ａの圧力は、ｔ４１時点より、９００（ミリ秒）経過したｔ４３時点からｔ４４時点までの間、ゆっくりと上昇し、ｔ４４時点からゆっくりと下降する。
　以上のように、制御部９が、突き出しと判定し、選択された突き出しの動作に対応する動作パターンに基づいて、バルブ１１，１２，１５，１６のオンオフ動作を行い、真空ポンプ８により筋肉部３から気体を吸引させる排気動作と、コンプレッサー７に筋肉部３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により、力んだ際の筋肉の突き出しを表現することができる。
　本発明の実施例１に係る人体模擬装置１では、制御部９は、加速度センサ３２による検出結果に基づいて、動作（例えば、緊張、弛緩、鼓動、痙攣、突き出しのうちいずれか１つ）を選択したが、加速度センサ３２に限らず、音声を検出するマイクロフォンや、圧力を検出する圧力センサや、静電容量を測定する静電センサなどを用いてもよい。
　本発明の実施例１に係る人体模擬装置１では、アクチュエータ５は、筋肉部３Ａ，３Ｂを跨ぐように、筋肉部３Ａ，３Ｂの骨格部２側に両端が取り付けられているが、これに限らず、筋肉部３Ａ，３Ｂそれぞれにアクチュエータ５を設けるようにしてもよい。この場合、アクチュエータ５の軸方向と筋肉部３Ａ，３Ｂの軸方向、即ち、人体の筋肉の伸縮方向と同一の方向に一致させることができるので、より詳細に筋肉の状態を表現することができる。
　また、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１では、バルブ１１～１６のオンオフ動作により、流量を制御したがこれに限らず、バルブ開度を調整する調整弁を用いてもよい。
＜実施例２＞
　本発明の実施例１では、上腕二頭筋を模擬した人体模擬装置１を例に挙げて説明したが、これに限らず、人体の様々な筋肉を模擬することができる。
　図１１は、本発明の実施例２に係る人体模擬装置１を説明した図である。（ａ）は、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１のモデルとなる人体の部位を示している。
　図１１（ａ）に示すように、人間の顔には頬筋１０２と呼ばれる筋肉がある。この頬筋１０２は、笑筋らと共に、口角を外側に引く働きをする筋肉であり、頬の左右にある。
　本発明の実施例２では、図１１（ａ）に示した頬筋１０２を模擬した人体模擬装置１を例に挙げて説明する。
　図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示した頬筋１０２を模擬した本発明の実施例２に係る人体模擬装置１の正面図である。
　図１１（ｂ）に示すように、本発明の実施例２に係る人体模擬装置１は、骨格を模した骨格部２と、頬筋１０２の表面状態を模した筋肉部３Ａ，３Ｂと、頬筋１０２の動きを模した筋肉伸縮部であるアクチュエータ５Ａ，Ｂと、これらを覆う、皮膚を模した皮膚シート６とを備えている。なお、ここでは、皮膚シート６は、説明のため図示を省略している。
　骨格部２は、例えば、硬質ポリウレタン等の素材を用いて、頬筋１０２が接続されるヒトの骨格を模して成型されている。
　筋肉部３は、右頬の頬筋１０２を模擬した筋肉部３Ａと、右頬の頬筋１０２を模擬した筋肉部３Ｂとを備えている。このように、本発明の実施例２では、筋肉部３Ａ，３Ｂが、それぞれ頬筋１０２を模擬している。
　筋肉部３Ａ，３Ｂは、それぞれ本発明の実施例１に係る人体模擬装置１が備える筋肉部３Ａ，３Ｂと同様の構成を有している。
　アクチュエータ５Ａは、筋肉部３Ａの長手方向、即ち頬筋１０２の筋肉の伸縮方向に略平行となるように、両端が取り付けられている。同様に、アクチュエータ５Ｂは、筋肉部３Ｂの長手方向、即ち頬筋１０２の筋肉の伸縮方向に略平行となるように、両端が取り付けられている。
　アクチュエータ５Ａ，５Ｂの構成は、上述したアクチュエータ５の内部構成と同一であるので、説明を省略する。
　そして、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１と同様に、制御部９は、加速度センサ３２による検出結果に基づいて、動作（例えば、緊張、弛緩、鼓動、痙攣、突き出しのうちいずれか１つ）を選択し、選択された動作に対応する動作パターンに基づいて、コンプレッサー７により給気される気体の流量と、真空ポンプ８により吸引される気体の流量とを制御する。
　以上のように、本発明の実施例２では、筋肉部３Ａ，３Ｂが、頬筋１０２それぞれの筋肉を模擬しているので、より筋肉の状態をより詳細に表現することができる。
　なお、本発明の実施例１では、上腕二頭筋を模擬した人体模擬装置１を例に挙げて説明し、本発明の実施例２では、頬筋を模擬した人体模擬装置１を例に挙げて説明したが、その他の筋肉でもよく、胸筋や、大殿筋などを模擬するようにしても、もちろんよい。
＜実施例３＞
　本発明の実施例１では、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側に配置され、両端が筋肉部３に取り付けられた伸縮自在のアクチュエータ５を備えた人体模擬装置１を例に挙げて説明したが、これに限らない。
　本発明の実施例３では、内部に粒子及び気体を充填する筋肉部と、筋肉部の内部に配置され、各端部が骨格部又は筋肉部に取り付けられた伸縮自在のアクチュエータを備えた人体模擬装置１を例に挙げて説明する。
　図１２は、本発明の実施例３に係る人体模擬装置１の概略構成を示した図である。
　図１２に示すように、本発明の実施例３である人体模擬装置１は、骨格を模した骨格部２と、筋肉の表面状態を模した筋肉部３３，３４と、筋肉の動きを模した筋肉伸縮部であるアクチュエータ５Ａ，５Ｂと、皮膚を模した皮膚シート６とを備えている。なお、ここでは、皮膚シート６は、説明のため図示を省略している。
　骨格部２は、例えば、硬質ポリウレタン等の素材を用いて、上腕二頭筋１０１が接続されるヒトの骨格を模して成型されている。
　アクチュエータ５Ａ，５Ｂは、一方の端部が、骨格部２に取り付けられている。アクチュエータ５Ａ，５Ｂの内部の構成は、上述したアクチュエータ５の内部構成と同一であるので、説明を省略する。
　筋肉部３３，３４は、内部を膨張及び収縮することが可能なように、ポリ塩化ビニル等のビニル系素材やナイロンなどを用いて、バルーン形状を有するように成型されており、それぞれアクチュエータ５Ａ，５Ｂの全部を覆うように設けられている。即ち、筋肉部３３の内部にアクチュエータ５Ａが配置され、筋肉部３４の内部にアクチュエータ５Ｂが配置されており、アクチュエータ５Ａ，５Ｂは、それぞれ筋肉部３３，３４の内壁面３３ａ，３４ａに沿うように取り付けられている。なお、筋肉部３３，３４の内壁と外壁とは同一素材で成形されている。
　なお、ここでは、筋肉部３３，３４の内壁面３３ａ，３４ａに沿うようにそれぞれアクチュエータ５Ａ，５Ｂが設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限らず、筋肉部３３，３４は、内壁面３３ａ，３４ａを省略して、それぞれアクチュエータ５Ａ、５Ｂを内包するバルーン形状を有するようにしてもよい。具体的には、アクチュエータ５Ａの両端部と筋肉部３３の両端部とをそれぞれ固定し、アクチュエータ５Ｂの両端部と筋肉部３４の両端部とをそれぞれ固定することにより、筋肉部３３，３４の中に、アクチュエータ５Ａ、５Ｂを有する構成としてもよい。
　筋肉部３３，３４は、同一構成を有しており、筋肉部３３，３４それぞれの内部には、ビーズなどの粒子３ａ、及び空気３ｂが充填されており、空気３ｂを吸引又は給気するためのチューブ３ｃが取り付けられている。なお、筋肉部３３，３４の内部に充填される気体は、空気３ｂに限らず、不活性ガスなどでもよい。
　以上のように、本発明の実施例３では、内部に粒子及び気体を充填する筋肉部３３，３４と、筋肉部３３，３４の内部に配置され、各端部が骨格部２又は筋肉部３３，３４に取り付けられた伸縮自在のアクチュエータ５Ａ，５Ｂを備えているので、ユーザは、外部からアクチュエータ５Ａ，５Ｂに直接接触することがないので、外観上より自然な筋肉を模擬できる。
＜実施例４＞
　本発明の実施例１では、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側に配置され、両端が筋肉部３に取り付けられた伸縮自在のアクチュエータ５を備えた人体模擬装置１を例に挙げて説明したが、これに限らない。
　本発明の実施例４では、内部に粒子及び気体を充填し、一方の端部が骨格部２に取り付けられた伸縮自在のアクチュエータ５１を備えた人体模擬装置１を例に挙げて説明する。
　図１３は、本発明の実施例４に係る人体模擬装置１の機器の構成を示した図である。
　図１３に示すように、本発明の実施例４に係る人体模擬装置１は、骨格を模した骨格部２と、筋肉の表面状態と筋肉の動きを模した筋肉伸縮部であるアクチュエータ５と、皮膚を模した皮膚シート６とを備えている。これらの構成のうち、骨格部２と、皮膚シート６とについては、本発明の実施例１に係る人体模擬装置１が備える骨格部２と、皮膚シート６と同一構成を有するので、説明を省略する。
　アクチュエータ５１には、例えばマッキベン（McKibben）型人工筋肉を用いることができる。すなわち、アクチュエータ５１は、図示しない円筒形状を有する管状の弾性体（管状体）と、弾性体の外表面を覆う網状体５ａと、弾性体の先端部の開口をそれぞれ密封する密封部材５ｂとを備えており、内部にはプラスティックビーズなどの粒子５ｄが充填されている。
　そして、網状体５ａで覆われた弾性体の内部圧力を大気圧とすることで、弾性体の軸方向（Ｙ１Ｙ２方向）に伸長するとともに径方向（Ｘ１Ｘ２方向）に収縮する。また、弾性体に気体を給気することで、網状体５ａで覆われた弾性体が軸方向に収縮するとともに径方向に膨張する。アクチュエータ５１の一方の端部は骨格部２に取り付けられているので、軸方向に伸長又は収縮することにより、この動作が皮膚シート６に伝わる。なお、弾性体に気体を給気し、又は気体を吸引するために、アクチュエータ５には、チューブ５ｃが取り付けられている。
　また、網状体５ａで覆われた弾性体への気体の給気により軸方向に収縮し径方向に膨張した状態から、急激に内部の気体を吸引すると、弾性体は、軸方向に最長位置まで伸長する前に、径方向に収縮し、内部に充填された粒子５ｄ同士が接触する。このように、弾性体は、急激に内部の気体を吸引されると軸方向に最長位置まで伸長することなく一定の長さで形状が安定するので、硬化し過ぎることがない。これにより、ユーザが皮膚シート６の表面に触れた場合に、粒子５ｄの感覚が伝わり、より詳細に筋肉の状態を表現することができる。
　なお、アクチュエータ５１の内部に給気される気体は、空気に限らず、不活性ガスなどでもよい。
　図１４は、本発明の実施例４に係る人体模擬装置１の構成図である。
　図１４に示すように、本発明の実施例４に係る人体模擬装置１は、アクチュエータ５１と、コンプレッサー７と、真空ポンプ８と、制御部９と、バルブ１１，１５，１７，１８と、圧力調整バルブ２１，２４と、エアフィルタ３１と、加速度センサ３２とを備える。これらの構成のうち、アクチュエータ５１と、コンプレッサー７と、真空ポンプ８と、制御部９と、バルブ１１，１５と、圧力調整バルブ２１，２４と、エアフィルタ３１と、加速度センサ３２とについては、上述したので、説明を省略する。なお、コンプレッサー７と、真空ポンプ８と、制御部９と、バルブ１１，１５，１７，１８と、圧力調整バルブ２１，２４とを、内圧調整部といい、この内圧調整部が、これらの構成を有することにより、アクチュエータ５１の内圧調整が可能となる。
　バルブ１７は、三方弁であり、制御部９からの制御信号に基づき、圧縮空気の排気又は排気の遮断を行う。具体的には、バルブ１７は、非通電時には、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ３から圧縮空気が排気される。一方、バルブ１７は、通電時には、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続されるが、ポートＮＯ１は、図示したように常時閉としているので、バルブ１７からの排気は停止する。
　バルブ１８は、三方弁であり、制御部９からの制御信号に基づき、大気の吸気又は吸気の遮断を行う。具体的には、バルブ１８は、非通電時には、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ３から空気が吸気される。一方、バルブ１８は、通電時には、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続されるが、ポートＮＯ１は、図示したように常時閉としているので、バルブ１８からの吸気は停止する。
　なお、バルブ１７，１８は、三方弁としたが、オンオフを行う二方の開閉弁を用いてもよい。
　制御部９は、加速度センサ３２による検出結果に基づいて、人体模擬装置１によって表現される動作（例えば、痙攣、緊張、鼓動のうちいずれか１つ）を選択し、選択された動作に対応する動作パターンに基づいて、コンプレッサー７により給気される気体の流量と、真空ポンプ８により吸引される気体の流量とを制御する。ここでは、動作パターンとは、動作毎に関連づけられたバルブ１１，１５，１７，１８のオンオフ等の動作シーケンスであり、予め、制御部９内に記憶している。
　例えば、制御部９は、痙攣の動作パターンが選択された場合、加速度センサ３２による検出結果に基づいて、真空ポンプ８によりアクチュエータ５１から気体を吸引させると共に、コンプレッサー７にアクチュエータ５１へ断続的に給気させる。なお、他の動作（緊張、鼓動）については、詳細に後述する。本発明の実施例４に係る模擬装置１によれば、粒子が充填された筋肉伸縮部であるアクチュエータ５１の伸縮制御によって人体の形状の概略的な変化を模擬するとともに、人体の表面の硬度や細かい動きを模擬することが可能になるので、簡易な装置構成で、人体により近い、形状や動作の表現が実現される。
≪痙攣≫
　図１５は、本発明の実施例４に係る人体模擬装置１における痙攣の動作を示したタイミングチャートである。
　図１５に示すように、ｔ５１時点において、加速度センサ３２が、所定の加速度を検出した場合、制御部９は、痙攣と判定し、選択された痙攣の動作に対応する動作パターンに基づいて、コンプレッサー７により給気される気体の流量と、真空ポンプ８により吸引される気体の流量とを制御する。
　具体的には、制御部９は、ｔ５１時点において、バルブ１１，１５，１７，１８をオン（通電）した後、ｔ５１時点から５０（ミリ秒）経過後のｔ５２時点において、バルブ１１をオフ（非通電）する。
　さらに、制御部９は、ｔ５２時点から８０（ミリ秒）経過後のｔ５３時点において、バルブ１１をオン（通電）した後、ｔ５３時点から５０（ミリ秒）経過後のｔ５４時点において、バルブ１１をオフ（非通電）する。以降、この一連の動作を繰り返す。
　バルブ１１がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ１からバルブ１１内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からアクチュエータ５１へ給気される。ここで、バルブ１７がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続されるが、ポートＮＯ１は、図示したように常時閉としているので、バルブ１７からの排気は停止する。
　また、バルブ１５がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され連通するので、エアフィルタ３１によりダストが除去され、アクチュエータ５１に充填された空気が吸引される。ここで、バルブ１８がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続されるが、ポートＮＯ１は、常時閉としているので、バルブ１８からの吸気は停止する。
　これにより、ｔ５１時点からｔ５２時点までの間、真空ポンプ８により空気が吸引されながら、コンプレッサー７により空気が給気されるので、アクチュエータ５１の圧力は、ゆっくりと上昇する。そして、ｔ５２時点からｔ５３時点までの間、コンプレッサー７による給気が停止し、真空ポンプ８により空気が吸引されるので、アクチュエータ５１の圧力は下降する。
　このように、制御部９が、痙攣と判定し、選択された痙攣の動作に対応する動作パターンに基づいて、バルブ１１，１５，１７，１８のオンオフ動作を行い、真空ポンプ８によりアクチュエータ５１から気体を吸引させると共に、コンプレッサー７にアクチュエータ５１へ断続的に給気させることにより、筋肉の痙攣を表現することができる。
≪緊張≫
　図１６は、本発明の実施例４に係る人体模擬装置１における緊張の動作を示したタイミングチャートである。
　図１６に示すように、ｔ６１時点において、加速度センサ３２が、所定の加速度を検出した場合、制御部９は、緊張と判定し、選択された緊張の動作に対応する動作パターンに基づいて、コンプレッサー７により給気される気体の流量と、真空ポンプ８により吸引される気体の流量とを制御する。
　具体的には、制御部９は、ｔ６１時点において、バルブ１１をオン（通電）すると共に、バルブ１７，１８をオン（通電）する。
　バルブ１１がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ１からバルブ１１内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からアクチュエータ５１へ給気される。このとき、バルブ１７，１８もオン（通電）されているので、いずれも吸排気が停止されている。
　これにより、アクチュエータ５１の内部の圧力は、ｔ１時点の値である大気圧Ｐ０から圧力ＰＡ１に上昇するので、網状体５ａで覆われた弾性体が軸方向に収縮するとともに径方向に膨張することで、アクチュエータ５１は軸方向に収縮する。
　また、ｔ６２時点において、バルブ１１がオフ（非通電）されることにより、ポートＮＯ２とポートＮＯ３とが接続され、ポートＮＯ１からの圧縮空気の供給が停止される。それと同時に、バルブ１５がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され連通するので、エアフィルタ３１によりダストが除去され、圧力調整バルブ２１によりアクチュエータ５１に充填された空気の圧力が所定圧力ＰＶを目標値として、アクチュエータ５１に充填された空気が急激に吸引される。
　これにより、アクチュエータ５１の内部の粒子５ｄ同士が接触し、隣接する粒子間の摩擦力が大きくなるため、アクチュエータ５１はやや硬化する。
　このように、制御部９が、緊張と判定し、選択された緊張の動作に対応する動作パターンに基づいて、コンプレッサー７により給気される気体の流量と、真空ポンプ８により吸引される気体の流量とを制御することにより、アクチュエータ５１は軸方向に収縮し、その後、アクチュエータ５１内の空気が急激に吸引されるので、アクチュエータ５１は、軸方向に最長位置まで伸長することなく一定の長さで形状が安定するので、硬化し過ぎることがない。これにより、ユーザが皮膚シート６の表面に触れた場合に、粒子５ｄの感覚が伝わり、人が緊張により筋肉が強ばった状態を表現することができる。
≪鼓動≫
　図１７は、本発明の実施例４に係る人体模擬装置１における鼓動の動作を示したタイミングチャートである。
　図１７に示すように、ｔ７１時点において、加速度センサ３２が、所定の加速度を検出した場合、制御部９は、鼓動と判定し、選択された鼓動の動作に対応する動作パターンに基づいて、コンプレッサー７により給気される気体の流量と、真空ポンプ８により吸引される気体の流量とを制御する。
　具体的には、制御部９は、ｔ７１時点において、バルブ１１をオン（通電）した後、ｔ７１時点から２００（ミリ秒）経過後のｔ７２時点において、バルブ１１をオフ（非通電）する。
　さらに、制御部９は、ｔ７２時点から２０００（ミリ秒）経過後のｔ７３時点において、バルブ１１をオン（通電）した後、ｔ７３時点から２００（ミリ秒）経過後のｔ７４時点において、バルブ１１をオフ（非通電）する。以降、この一連の動作を繰り返す。
　コンプレッサー７からの圧縮空気は、圧力調整バルブ２４により圧力が所定圧力ＰＡ１に調整される。そして、ｔ７１時点において、バルブ１１がオン（通電）されることにより、ポートＮＯ１とポートＮＯ２とが接続され、ポートＮＯ１からバルブ１１内部に供給された圧縮空気は、ポートＮＯ２からアクチュエータ５１に供給される。
　このとき、バルブ１５，１７は、オフ（非通電）であるので、バルブ１１からバルブ１５へ供給された圧縮空気は、バルブ１８へ供給され、バルブ１８のポートＮＯ３から大気に放散される。
　これにより、アクチュエータ５１の内部の圧力は、ｔ７１時点において、大気圧Ｐ０から圧力ＰＡ１に除々に上昇するので、網状体５ａで覆われた弾性体が軸方向に収縮するとともに径方向に膨張することで、アクチュエータ５１は軸方向に収縮する。
　一方、ｔ７２時点において、バルブ１１がオフ（非通電）されることにより、ポートＮＯ２とポートＮＯ３が接続され、ポートＮＯ１とポートＮＯ２との接続が遮断されるため、バルブ１１の二次側への給気が遮断される。
　これにより、アクチュエータ５との内部の圧力は、大気圧Ｐ０まで低下し、網状体５ａで覆われた弾性体が軸方向に伸張するとともに径方向に収縮することで、アクチュエータ５は軸方向に伸張する。
　このように、制御部９が、鼓動と判定し、選択された鼓動の動作に対応する動作パターンに基づいて、バルブ１１のオンオフにより、コンプレッサー７からアクチュエータ５１へ断続的に給気させることにより、筋肉の鼓動を表現することができる。
　以上のように、本発明の実施例４に係る模擬装置１によれば、内部に粒子及び気体を充填し、一方の端部が骨格部２に取り付けられた伸縮自在のアクチュエータ５１を備えたので、人体により近い、形状や、痙攣、緊張、鼓動等の動作の表現が実現することができる。
　また、本発明の実施例４に係る模擬装置１によれば、例えば、本発明の実施例１のように、筋肉部３とアクチュエータ５とを別個に設けて別個に圧力制御を行うことなく、筋肉部３とアクチュエータ５とが一体化されたアクチュエータ５１を用いて１系統の圧力制御によって、痙攣、緊張、鼓動等の動作を表現できるので、省スペースを実現すると共に、複雑な装置構成や、複雑な制御を必要とせず、簡易な構成で実現することができる。
＜実施例５＞
　本発明の実施例１では、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側に配置され、両端が筋肉部３に取り付けられた伸縮自在のアクチュエータ５を備え、筋肉が強ばった状態を表現することができる人体模擬装置１を例に挙げて説明したが、これに限らない。
　本発明の実施例５では、皮膚に鳥肌が立った状態を表現する人体模擬装置１を例に挙げて説明する。
　図１８は、本発明の実施例５に係る人体模擬装置１を説明した図である。（ａ）は、本発明の実施例５に係る人体模擬装置１に圧縮空気が給気された状態を示しており、（ｂ）は、本発明の実施例５に係る人体模擬装置１に圧縮空気が吸引された状態を示している。
　図１８（ａ）に示すように、本発明の実施例５に係る人体模擬装置１は、皮膚を模した皮膚シート６と、この皮膚シート６との間で密閉空間を有するように設けられたハウジング部２０１と、ハウジング部２０１に接続され、バルブを介してコンプレッサー７又は真空ポンプ８に接続された給排気チューブ２０２と、ハウジング部２０１内に設けられた突起シート２０４と、弾性部材２０５とを備えている。なお、本発明の実施例１～３の筋肉部３や実施例４のアクチュエータ５１は、図１８の各構成要素の内側（体内側）に設けることができる。言い換えると、図１８の各構成要素は、本発明の実施例１～４の皮膚シート６を置換するように設けることができる。
　突起シート２０４は、表面に突起２０４ａが複数設けられており、この突起２０４ａが皮膚シート６側となるように、ハウジング部２０１内に設けられている。
　また、ハウジング部２０１内には、突起シート２０４の突起２０４ａを有する面と対向する面側に、弾性部材２０５が設けられている。この弾性部材２０５は、例えば、スポンジ素材で成形されており、内部に多数の空間を有している。そのため、弾性部材２０５は、収縮又は膨張する。
　図１８（ａ）に示すように、通常状態では、ハウジング部２０１内に空気２０６が充填されており、弾性部材２０５は、最大サイズまで膨張している。このとき、ハウジング部２０１は大気と繋がっており、大気圧となっている。
　そして、給排気チューブ２０２を介して、真空ポンプ８によりＺ１方向に空気が吸引されると、図１８（ｂ）に示すように、ハウジング部２０１内の空気２０６が吸引される。
　これにより、皮膚シート６と、突起シート２０４と、弾性部材２０５とが密着し、さらに、密着した状態で弾性部材２０５内に設けられた多数の空間の空気も吸引されることで、突起シート２０４の突起２０４ａが、下方から皮膚シート６を押し上げる。
　これにより、皮膚シート６上に、突起２０４ａが浮き出た状態になるので、鳥肌を表現することができる。
　一方、給排気チューブ２０２を介して、コンプレッサー７によりＺ２方向に給気されると、図１８（ａ）に示すように、ハウジング部２０１内に空気２０６が充填される。
　これにより、皮膚シート６と突起シート２０４との間に隙間が開くことで、鳥肌ななくなった状態を表現できる。
　このように、本発明の実施例５に係る人体模擬装置１によれば、皮膚を模した皮膚シート６と、この皮膚シート６との間で密閉空間を有するように設けられたハウジング部２０１と、突起２０４ａが皮膚シート６側となるように、ハウジング部２０１内に設けられた突起シート２０４と、突起シート２０４の突起２０４ａを有する面と対向する面側に設けられた弾性部材２０５とを備えているので、ハウジング部２０１内の空気を吸引することにより、まるで、皮膚に鳥肌が立ったような状態を表現することができる。
（その他の実施の形態）
　上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
　このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
　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適用することができる。
　１…人体模擬装置
　２…骨格部
　３，３Ａ，３Ｂ，３３，３４…筋肉部
　３ａ…粒子
　３ｂ…空気
　５，５Ａ，５Ｂ，５１…アクチュエータ（筋肉伸縮部）
　６…皮膚シート
　７…コンプレッサー（給気部）
　８…真空ポンプ（気体吸引部）
　９…制御部
　１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８…バルブ
　２１，２２，２３，２４…圧力調整バルブ
　３１…エアフィルタ
　３２…加速度センサ
　２０１…ハウジング部
　２０２…給排気チューブ
　２０４…突起シート
　２０４ａ…突起
　２０５…弾性部材
　２０６…空気

Claims (12)

  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
PCT/JP2013/057692 2012-09-18 2013-03-18 人体模擬装置 WO2014045617A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014536617A JP6128530B2 (ja) 2012-09-18 2013-03-18 人体模擬装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-204034 2012-09-18
JP2012204034 2012-09-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014045617A1 true WO2014045617A1 (ja) 2014-03-27

Family

ID=50340950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/057692 WO2014045617A1 (ja) 2012-09-18 2013-03-18 人体模擬装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6128530B2 (ja)
WO (1) WO2014045617A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108481318A (zh) * 2018-03-07 2018-09-04 河南工业大学 基于散粒体阻塞理论的变刚度驱动杆及其工作系统
CN109224469A (zh) * 2018-11-30 2019-01-18 王辉 一种人偶仿真皮肤结构及假肢
JP2019093520A (ja) * 2017-11-27 2019-06-20 スキューズ株式会社 指機構、ロボットハンド及びロボットハンドの制御方法
CN109968372A (zh) * 2019-05-05 2019-07-05 蔡晓红 一种仿生机器人
CN114984589A (zh) * 2022-07-19 2022-09-02 罗俊明 让模型手办的活动姿态及肌肉运动状态更加自然的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5250536Y2 (ja) * 1972-10-26 1977-11-16
JPH0929674A (ja) * 1995-07-19 1997-02-04 Kawasaki Heavy Ind Ltd 指状把持装置
JP2004350721A (ja) * 2003-05-27 2004-12-16 Wacoal Corp 人体モデル
JP2009024835A (ja) * 2007-07-23 2009-02-05 Toshiba Corp アクチュエータ

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0675837B2 (ja) * 1987-10-18 1994-09-28 征四郎 吉原 ロボットハンド
WO2007058107A1 (ja) * 2005-11-15 2007-05-24 Hitachi Medical Corporation 流体圧式アクチュエータ及びそれを用いた運動装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5250536Y2 (ja) * 1972-10-26 1977-11-16
JPH0929674A (ja) * 1995-07-19 1997-02-04 Kawasaki Heavy Ind Ltd 指状把持装置
JP2004350721A (ja) * 2003-05-27 2004-12-16 Wacoal Corp 人体モデル
JP2009024835A (ja) * 2007-07-23 2009-02-05 Toshiba Corp アクチュエータ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NOBUHIRO TAKAHASHI: "SHIRI: Buttocks Humanoid that Represents Emotions withVisual and Tactual Transformation of the Muscles", ADVANCED VISUAL INTERFACES 2012 (AVI2012), May 2012 (2012-05-01), pages 792 - 793 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019093520A (ja) * 2017-11-27 2019-06-20 スキューズ株式会社 指機構、ロボットハンド及びロボットハンドの制御方法
US10661450B2 (en) 2017-11-27 2020-05-26 Squse Inc. Finger mechanism, robot hand and robot hand controlling method
CN108481318A (zh) * 2018-03-07 2018-09-04 河南工业大学 基于散粒体阻塞理论的变刚度驱动杆及其工作系统
CN108481318B (zh) * 2018-03-07 2021-07-06 河南工业大学 基于散粒体阻塞理论的变刚度驱动杆及其工作系统
CN109224469A (zh) * 2018-11-30 2019-01-18 王辉 一种人偶仿真皮肤结构及假肢
CN109968372A (zh) * 2019-05-05 2019-07-05 蔡晓红 一种仿生机器人
CN114984589A (zh) * 2022-07-19 2022-09-02 罗俊明 让模型手办的活动姿态及肌肉运动状态更加自然的方法
CN114984589B (zh) * 2022-07-19 2024-04-12 罗俊明 让模型手办的活动姿态及肌肉运动状态更加自然的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2014045617A1 (ja) 2016-08-18
JP6128530B2 (ja) 2017-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6128530B2 (ja) 人体模擬装置
USRE45464E1 (en) Electroactive polymer animated devices
US10465723B2 (en) Soft robotic actuators
Li et al. Precharged pneumatic soft actuators and their applications to untethered soft robots
US10548745B2 (en) Portable prosthetic hand with soft pneumatic fingers
Hosoda et al. Pneumatic-driven jumping robot with anthropomorphic muscular skeleton structure
Trivedi et al. Soft robotics: Biological inspiration, state of the art, and future research
Gong Rotary actuators based on pneumatically-driven elastomeric structures
JP2015212009A (ja) 修正可能なリンケージ機構を利用する脚型ロボット装置
WO2019242316A1 (zh) 训练仪
US9452538B2 (en) Selectively modifiable layer for alteration of appearance or texture
Donatelli et al. Soft foam robot with caterpillar-inspired gait regimes for terrestrial locomotion
Zhang et al. A multimodal soft crawling-climbing robot with the controllable horizontal plane to slope transition
Mac Murray et al. A variable shape and variable stiffness controller for haptic virtual interactions
Buschmann et al. Bio‐inspired Robot Locomotion
CN102861439B (zh) 面部表情模拟装置
CN112809720A (zh) 软体机械手
JP4506249B2 (ja) ロボット装置及びその動作比較方法
KR102561982B1 (ko) 자석챔버구조를 갖는 소프트 공압 구동기 및 그 작동방법
Wang et al. A soft pneumatic crawling robot with unbalanced inflation
Lin et al. A pumpless layflat tube-based pneumatic bending actuator for soft assistive glove
Liu Inchworm Actuating SoftRobotic Belt
Zhao et al. Integrated hydraulic-driven wearable robot for knee assistance
Zhou et al. Antagonistic Pump With Multiple Pumping Modes for On-Demand Soft Robot Actuation and Control
Yi Development of Soft Robotic Pad Technology for Manta Ray Inspired Robotic Swimmer

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13839819

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014536617

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13839819

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1