WO2019123769A1 - 肢ユニット、および、ロボット - Google Patents

肢ユニット、および、ロボット Download PDF

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WO2019123769A1
WO2019123769A1 PCT/JP2018/037050 JP2018037050W WO2019123769A1 WO 2019123769 A1 WO2019123769 A1 WO 2019123769A1 JP 2018037050 W JP2018037050 W JP 2018037050W WO 2019123769 A1 WO2019123769 A1 WO 2019123769A1
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WO
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timing
unit
limb
joints
instruction information
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PCT/JP2018/037050
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English (en)
French (fr)
Inventor
隆志 鬼頭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages

Definitions

  • the present disclosure relates to a limb unit and a robot.
  • Patent Document 1 discloses a four-legged robot in which four leg modules are respectively attached to a body via joints. Each leg module is pivoted back and forth by an articulation motor provided on the body.
  • the processing load of the four-legged robot main body when controlling the operation of each leg module is large.
  • the four-legged robot main body in order to control the operation of each leg module, has to directly control the joint motor corresponding to the leg module provided in the body part. It does not.
  • the present disclosure proposes a novel and improved limb unit and robot that can reduce the processing load on the main body when controlling the motion of individual joints.
  • a control unit which causes the transmitting unit to transmit its own position and orientation information at the first timing to the main body based on the sensing result at the first timing of each of the plurality of joints.
  • a receiving unit for receiving, from the main unit, operation instruction information at a second timing after the first timing based on position and orientation information of one's own at the timing of A limb unit is provided that controls the motion of each of the plurality of joints at the second timing based on motion instruction information at the second timing.
  • a plurality of limb units and a body portion are provided, and each of the plurality of limb units includes a plurality of joints and a first timing of each of the plurality of joints included in the limb unit.
  • a control unit that causes the transmitting unit to transmit position and orientation information of the limb unit at the first timing to the main unit based on a sensing result, and position and orientation information of the limb unit at the first timing,
  • a receiving unit that receives, from the main body unit, operation instruction information of the limb unit at a second timing later than the first timing, and the control unit determines the limb unit at the second timing
  • the robot controls the motion of each of the joints of the limb unit at the second timing based on the motion instruction information of It is subjected.
  • the present disclosure it is possible to reduce the processing load on the main body when controlling the operation of each joint.
  • the effect described here is not necessarily limited, and may be any effect described in the present disclosure.
  • a plurality of components having substantially the same functional configuration may be distinguished by attaching different alphabets to the same reference numerals.
  • a plurality of components having substantially the same functional configuration are distinguished as the leg unit 10a and the leg unit 10b as necessary.
  • the leg unit 10a and the leg unit 10b are simply referred to as a leg unit 10 when it is not necessary to distinguish them.
  • Comparative example >> The present disclosure can be implemented in various forms, as described in detail in “2. Detailed Description of the Embodiments” as an example. First, to clearly show the features of the embodiments according to the present disclosure, comparative examples of the present disclosure will be described.
  • the robot 90 is a four-legged robot.
  • the robot 90 has a body 900 and four legs 902.
  • the torso unit 900 includes a control unit 904.
  • the control unit 904 includes a processing circuit such as, for example, a central processing unit (CPU) or a graphical processing unit (GPU).
  • the control unit 904 generally controls the operation of the robot 90.
  • the control unit 904 controls the operation of an individual actuator disposed in each of the four legs 902.
  • Each of the four legs 902 is configured as a link mechanism including a plurality of joints and a plurality of links.
  • the plurality of joints include a hip joint connected to the trunk 900, a knee joint, an ankle joint, and the like.
  • the plurality of links include a sole and a first link connecting to the ankle joint, a second link connecting the ankle joint and the knee joint, and a third link connecting the knee joint and the hip joint And so on.
  • Each of the plurality of joints has, for example, one or more actuators capable of outputting a force for rotating the joint around the rotation axis of the joint.
  • the control unit 904 of the robot 90 performs initial setting regarding various functions (applications etc.) mounted on the robot 90, for example (S901) .
  • control unit 904 repeats the processing of S903 to S913 described below in a first cycle. Specifically, first, the control unit 904 determines that the time corresponding to the first period has elapsed since the previous sensing of the angle information of the individual actuators arranged in each of the four legs 902. It is determined whether or not (S903). While the time corresponding to the first cycle is not yet elapsed from the previous sensing (S903: No), the control unit 904 repeats the process of S903.
  • the sensor units disposed at each joint of each of the four legs 902 are each joint It senses the angles of the individual actuators located inside.
  • the sensor unit disposed in each joint senses the displacement amount of the angle of the actuator from the previous sensing with respect to each actuator in the joint.
  • control part 904 acquires the sensing result by each sensor part from each sensor part (S905).
  • the control unit 904 determines whether or not the time corresponding to the second cycle has elapsed since the previous calculation of the motion of the robot 90 whole body (S 907). While the time corresponding to the second cycle is not yet elapsed from the time of the previous calculation of the motion of the robot 90 (S 907: No), the control unit 904 is first included in each of the four legs 902 The force control calculation regarding the said joint is performed using the sensing result of S905 for every joint (S909).
  • the control unit 904 calculates a torque output command value by each of the actuators disposed at each joint based on the calculation result of S909. For example, when S919 described later has been executed at least once, the control unit 150 calculates the value of the target torque to be output to the joint calculated in S919, and the sensing result acquired in the most recent S905. Based on the above, torque output command values by individual actuators disposed at each of all joints in the leg unit 10 are calculated (S911).
  • control unit 904 controls the actuator so that the actuator corresponding to the torque output command value of the actuator calculated at S911 is output to the actuator arranged for each joint. (S913). Then, the control unit 904 repeats the processing after S903.
  • the control unit 904 is acquired in the most recent S905, Included in each of the four legs 902 at the most recent time S905, based on the sensing results of the angles of the individual actuators located on each of the four legs 902, and the known kinematics algorithm. Position and posture of each joint to be calculated (S915).
  • control unit 904 uses the known inverse kinematics algorithm and the known inverse dynamics algorithm according to the current exercise purpose to set the time corresponding to the time of the second cycle from the most recent time S905.
  • the magnitude of the force to be exerted on the environment by the robot 90 is calculated (determined) (S917).
  • the control unit 904 decomposes the magnitude of the force calculated in S917.
  • the value of the target torque to be output to the joint is calculated at the elapse of the time corresponding to the time of the second cycle from the most recent time S905 (S919).
  • the control unit 904 performs the processing of the above-described S911 and thereafter.
  • the torso portion 900 alone is used to calculate the torque command values of the individual actuators included in each of the four legs 902, and individually based on the torque command values. Control the operation of the actuator. That is, the robot 90 centrally controls the operation of each of the four legs 902. For this reason, the processing load of the body 900 (that is, the main body of the robot 90) in controlling the movement of each joint included in each of the four legs 902 is large.
  • the maintenance load on the robot 90 is large.
  • a large number of cables are intricately wired between the body 900 and each of the four legs 902.
  • the body 900 and the individual actuators in the individual legs 902 are directly connected by separate cables. That is, the wiring can be complicated and enormous.
  • the work load is heavy.
  • the robot 2 according to the embodiment of the present disclosure includes a plurality of leg units 10 and a main body 20. Then, each of the plurality of leg units 10 has the plurality of joints 100, and the corresponding leg unit at the first timing based on the sensing result of each of the plurality of joints 100 at the first timing. The position and orientation information of 10 is transmitted to the main body unit 20, and the operation instruction information at the second timing after the first timing is based on the position and orientation information of the leg unit 10 at the first timing. The operation of each of the plurality of joints 100 at the second timing is controlled based on the operation instruction information received from the unit 20 and the second timing.
  • the processing load on the main body 20 when controlling the operation of each joint 100 can be reduced.
  • the operation of the plurality of joints 100 included in each of the plurality of leg units 10 can be decentralized and controlled by the main body 20 and the leg unit 10. The contents of this embodiment will be sequentially described in detail below.
  • the robot 2 may be, for example, a device capable of acting (for example, moving, gripping an object, etc.) autonomously using an electrical and / or magnetic action.
  • the leg unit 10 is an example of a limb unit according to the present disclosure.
  • the present disclosure is not limited to such an example, and the limb unit may be an arm unit.
  • the arm unit may be configured as an arm unit that is attachable to and detachable from the main body unit 20.
  • the limb unit according to the present disclosure is the leg unit 10 will be mainly described.
  • the robot 2 may have four leg units 10.
  • the present embodiment is not limited to such an example, and the number of leg units 10 may be any number (for example, one, two, or ten, etc.).
  • the number of leg units 10 is four (for example, an example in which the robot 2 is a four-legged robot) will be described.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the appearance of the robot 2 as viewed from above.
  • the robot 2 includes a main body 20 and four leg units 10.
  • Each of the four leg units 10 may be configured to be removable with respect to the main body 20.
  • leg units 10 may be all the same. However, the present invention is not limited to such an example, and for example, leg units 10 having different types of shaft configurations may be used in combination.
  • the leg unit 10 includes a control unit 150, an energy supply port, and a communication unit 160.
  • Control unit 150 may be configured to include, for example, processing circuits such as a central processing unit (CPU) and a graphics processing unit (GPU). Furthermore, the control unit 150 may be configured to include a memory such as a read only memory (ROM) or a random access memory (RAM). The specific function of the control unit 150 will be described later.
  • processing circuits such as a central processing unit (CPU) and a graphics processing unit (GPU).
  • GPU graphics processing unit
  • the control unit 150 may be configured to include a memory such as a read only memory (ROM) or a random access memory (RAM). The specific function of the control unit 150 will be described later.
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • the energy supply port is a port for receiving energy (for example, power, hydraulic pressure, water pressure, and / or air pressure, etc.) transmitted from the main body 20 to the leg unit 10.
  • energy transmitted from the main unit 20 is transmitted to an actuator 110 and a motor driver 114 in each joint 100 described later via an energy supply port.
  • the communication unit 160 is an example of a receiving unit and a transmitting unit according to the present disclosure.
  • the communication unit 160 exchanges data with the main unit 20.
  • Communication unit 160 includes, for example, a communication port for performing serial communication between main unit 20 and the corresponding leg unit 10, and a synchronization signal port for receiving a synchronization signal transmitted from main unit 20. It consists of The communication port and the synchronization signal port may be configured as a single port instead of being separately configured. The specific function of the communication unit 160 will be described later.
  • FIG. 2 is a view schematically showing an example of an axial configuration of the leg unit 10.
  • the leg unit 10 can be configured as a link mechanism including a plurality of joints and a plurality of links.
  • the leg unit 10 has at least three joints 100 such as a hip joint Roll axis 100a, a hip joint Pitch axis 100b, and a knee joint Pitch axis 100c, and a toe 102.
  • the leg unit 10 may further have an ankle joint (not shown) between the knee joint Pitch axis 100 c and the toe 102.
  • the torque of the knee joint Pitch axis 100c may be transmitted to the ankle joint by a closed link mechanism.
  • the leg unit 10 further includes a first link 104a including the toe 102, a second link 104b connecting the toe 102 and the knee joint Pitch axis 100c, and a second joint connecting the knee joint Pitch axis 100c and the hip joint Pitch axis 100b. It may have three links 104c, and a fourth link 104d connecting the hip joint Pitch axis 100b and the hip joint Roll axis 100a.
  • the robot 2 is a leg unit when viewed from a fixed position of the leg unit 10 with respect to the main body 20 (for example, the position of the hip joint Roll axis 100a) for each leg unit 10.
  • the positions of the ten toes 102 can be moved in three directions of vertical, horizontal and height.
  • the robot 2 (more specifically, the main body 20) can apply force to any direction of the external world by changing the position and posture of each leg unit 10. Further, the body portion 20 can change the moment of force by each leg unit 10 according to, for example, the magnitude of the frictional force when each leg unit 10 contacts another object. Furthermore, since the toe trajectory of each leg unit 10 can be a three-dimensional free trajectory, the robot 2 can also overcome or avoid one or more obstacles.
  • the first link 104a can be connected to the ankle joint.
  • the second link 104b may be configured to couple the ankle joint and the knee joint Pitch axis 100c.
  • FIG. 3A is a view showing another example of the axial configuration of the leg unit 10 (viewed from the side of the leg unit 10).
  • FIG. 3B is a view schematically showing the appearance of the leg unit 10 shown in FIG. 3A as viewed from above.
  • these joints 100 may be arranged such that the rotation axis of the hip joint Pitch axis 100b and the rotation axis of the knee joint Pitch axis 100c are coaxial.
  • the leg unit 10 may have a closed link mechanism 106 coupled to the hip joint Pitch axis 100b and the knee joint Pitch axis 100c.
  • the force output by the actuator 110b that drives the hip joint Pitch axis 100b can be transmitted to the knee joint Pitch axis 100c.
  • the specific contents of the actuator 110 will be described later.
  • the axial configuration of the leg unit 10 according to the present embodiment is not limited to the example described above.
  • the number of axes of the leg unit 10 may be one or more arbitrary numbers (for example, one axis, ten axes, etc.).
  • all serial links may be used, all parallel links may be used, or one or more serial links and one or more parallel links are mixed. It may be done.
  • the leg unit 10 may have one or more underactuated joints (that is, joints not driven by the actuator 110).
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the main unit 20.
  • the main body unit 20 includes a control unit 200, a communication unit 202, a sensor unit 204, and a storage unit 206.
  • Control unit 200 can be configured to include, for example, processing circuits such as a CPU and a GPU.
  • the control unit 200 centrally controls the operation of the main unit 20.
  • the control unit 200 controls the four leg units 10 at arbitrary timings (for example, when the robot 2 starts up) for synchronizing the timing of operation between each of the four leg units 10 in a predetermined cycle.
  • the control unit 200 can cause the communication unit 202 to transmit the same synchronization signal to each of the four leg units 10 at an arbitrary timing.
  • the synchronization signal may indicate a first timing sequence having a plurality of timings and the time between adjacent timings is a first cycle. Furthermore, the synchronization signal may indicate a second timing sequence having a plurality of timings and a time between adjacent timings being a second period which is a constant multiple of the first period.
  • the first cycle may be 0.25 msec
  • the second cycle may be 1.0 msec.
  • the second timing sequence is an example of a predetermined timing sequence according to the present disclosure.
  • the second cycle is an example of a predetermined cycle according to the present disclosure.
  • the first timing sequence may be a plurality of timing sequences responsible for the motion of each leg unit 10.
  • the second timing sequence may be a plurality of timing sequences that control the motion of the entire robot 2.
  • the first timing sequence may indicate the individual timing of the start of the output of pulse width modulation (PWM) to control the supply of power to the individual actuators 110 in each leg unit 10.
  • PWM pulse width modulation
  • the first timing sequence may indicate individual acquisition timings of sensing results (for example, angle information of the individual actuators 110, etc.) by the respective sensor units 112 in the respective leg units 10, which will be described later.
  • the second timing sequence may indicate, for example, acquisition timings of sensing results by the respective sensor units 112 in the leg unit 10, which are used for calculation (specification) of position and orientation information of each leg unit 10.
  • each leg unit 10 performs the corresponding leg unit 10 at that timing based on the sensing result by each sensor unit 112 at that timing for each timing included in the second timing sequence.
  • the position and orientation information of each may be sequentially calculated, and the position and orientation information may be sequentially transmitted to the main unit 20.
  • the synchronization signal is a rectangular wave pulse signal as shown in FIG.
  • the operation of each leg unit 10 can be synchronized by using a rise of a voltage corresponding to the synchronization signal (hereinafter referred to as a synchronization signal voltage) as a trigger.
  • a synchronization signal voltage a voltage corresponding to the synchronization signal
  • the motion in each leg unit 10 can be controlled as described above, triggered by the rise of the synchronization signal voltage for each timing included in the first timing sequence.
  • the motion of the entire robot 2 can be controlled as described above, triggered by the rise of the synchronization signal voltage at each timing included in the second timing sequence.
  • the sensing result by the sensor unit 112 in each joint 100 in each leg unit 10 is sequentially acquired every rise of the synchronization signal voltage corresponding to each timing included in the first timing sequence.
  • torque output by the individual actuators 110 in each joint 100 in each leg unit 10 can be sequentially started.
  • each leg unit 10 is operated by the sensor unit 112 in each joint 100 at the corresponding timing at each rise of the synchronization signal voltage corresponding to each timing included in the second timing sequence. Based on the sensing result, the position and posture of the leg unit 10 at the timing can be sequentially calculated. The specific contents of these functions will be described later.
  • FIG. 5 illustrates an example in which at least one timing included in the first timing sequence matches at least one timing included in the second timing sequence.
  • the present invention is not limited to such an example, and all the timings included in the first timing sequence may be different from all the timings included in the second timing sequence.
  • the synchronization signal corresponding to the first timing sequence and the synchronization signal corresponding to the second timing sequence may be the same signal or may be different signals.
  • the control unit 200 causes the communication unit 202 to transmit these two types of synchronization signals to each of the four leg units 10 at an arbitrary timing.
  • each time position and orientation information of each of the four leg units 10 at the nearest timing indicated by the second timing sequence is received from each of the leg units 10, the control unit 200 relates to each of the four leg units 10. It is possible to cause the communication unit 202 to transmit, to the leg unit 10, operation instruction information of the leg unit 10 at the next timing indicated by the second timing sequence.
  • the control unit 200 first receives the four received.
  • the position and orientation information of the robot 2 (for example, the position and orientation information of the body of the robot 2) at the latest timing is specified based on the position and orientation information of each of the leg units 10 and the known kinematics algorithm.
  • the control unit 200 determines the movement purpose of the robot 2 corresponding to the next timing indicated by the second timing sequence, the position and orientation information of the robot 2 at the latest timing, and the known reverse kinematics algorithm Based on the next timing, the magnitude and direction of force that the robot 2 should exert on the environment (hereinafter, “the magnitude of the target force of the robot 2” and “the target force of the robot 2 (Sometimes referred to as “direction”).
  • the control unit 200 determines the force to be exerted by each of the four leg units 10 at the next timing based on the calculated magnitude of the target force of the robot 2 and the direction of the target force.
  • Command value hereinafter may be referred to as “motion command value of each leg unit 10” is calculated.
  • control unit 200 decomposes the magnitude of the target force of the robot 2 and the direction of the target force for each leg unit 10 according to the positional relationship of each of the four leg units 10, The magnitude of the target force of each leg unit 10 and the direction of the target force are calculated as the motion command value of each leg unit 10.
  • control unit 200 generates, for each leg unit 10, operation instruction information of the leg unit 10 at the next timing that includes the calculated movement command value of the leg unit 10.
  • the control unit 200 causes the communication unit 202 to transmit the operation instruction information of the leg unit 10 to the leg unit 10.
  • the motion instruction information of the leg unit 10 is position information of a target of the leg unit 10 at the next timing (for example, position information of a target of a specific part (such as the toe 102 of the leg unit 10)), It may further include information indicating the posture of the target of the leg unit 10 at the next timing.
  • the communication unit 202 exchanges information with each of the four leg units. For example, the communication unit 202 receives, from each of the leg units 10, position and orientation information of each of the leg units 10 at the closest timing indicated by the second timing sequence. Further, the communication unit 202 transmits, to each of the four leg units 10, operation instruction information of the leg unit 10 at the next timing indicated by the second timing sequence to the leg unit 10 according to the control of the control unit 200. Do.
  • the communication unit 202 transmits / receives information to / from an external device (for example, a general-purpose PC (Personal Computer) or the like) via a predetermined network (for example, the Internet or various LANs (Local Area Network) or the like). Is also possible.
  • the communication unit 202 can receive, from an external device, instruction information of the user regarding the movement purpose and operation of the robot 2.
  • the sensor unit 204 performs various types of sensing on, for example, the external world and the state of the robot 2.
  • the sensor unit 204 is, for example, a camera (image sensor), a depth sensor (for example, a time of flight sensor or a stereo camera), a microphone, an acceleration sensor, a gyroscope, a temperature sensor, a geomagnetic sensor, and / or a torque sensor And so on.
  • the sensor unit 204 may include a receiver that receives positioning signals from positioning satellites such as GPS (Global Positioning System) and GLONASS (Global Navigation Satellite System).
  • GPS Global Positioning System
  • GLONASS Global Navigation Satellite System
  • the storage unit 206 may be configured to include, for example, a storage device such as a hard disk drive (HDD) or a memory such as a RAM or a ROM.
  • the storage unit 206 stores, for example, various data such as a map information DB, an object information DB, and a physical information DB, and various applications.
  • the map information DB may be a database in which real world map information is stored.
  • the object information DB may be, for example, a database in which position information of the object and attribute information (shape, assumed weight, etc.) of the object are stored for each object.
  • the physical information DB may be a database in which information (for example, position, shape, size, etc.) of each part of the robot 2 is stored.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of a functional configuration of the leg unit 10.
  • the leg unit 10 includes a plurality of joints 100, a control unit 150, a communication unit 160, a sensor unit 162, and a storage unit 164.
  • the plurality of joints 100 may have, for example, at least three joints 100 such as a hip joint Roll axis 100 a, a hip joint Pitch axis 100 b, and a knee joint Pitch axis 100 c.
  • the description overlapping with the above description will be omitted.
  • the joint 100 includes one or more actuators 110, a sensor unit 112, and a motor driver 114.
  • the motor driver 114 controls the operation of each of the one or more actuators 110 in the relevant joint 100 according to the control of the control unit 150 described later. For example, at each timing included in the first timing sequence indicated by the synchronization signal received from the main unit 20, the motor driver 114 receives the torque corresponding to the torque command value at the timing received from the control unit 150. It is output to all or part of one or more actuators 110.
  • the motor driver 114 transmits the sensing result by the sensor unit 112 described later to the control unit 150. For example, at each timing included in the first timing sequence indicated by the synchronization signal, the motor driver 114 first detects the result of sensing by the sensor unit 112 at the timing (for example, one or more actuators in the corresponding joint 100). The angle information of each of 110 etc. is sequentially acquired from the sensor unit 112, and the acquired sensing result is sequentially transmitted to the control unit 150.
  • Actuator 110 The actuator 110 generates power based on the energy (such as power) supplied from the energy supply port and the control signal transmitted from the motor driver 114.
  • all actuators 110 included in the corresponding leg unit 10 may include a motor.
  • one or more actuators 110 included in the corresponding leg unit 10 may be, for example, a pneumatic actuator, a hydraulic actuator, or a rubber actuator.
  • the sensor unit 112 performs various types of sensing on each of the one or more actuators 110 in the corresponding joint 100.
  • the sensor unit 112 includes an angle sensor, an acceleration sensor, and a torque sensor.
  • the sensor unit 112 may sense the rotation angle of each actuator 110 in the corresponding joint 100.
  • the sensor unit 112 may sense the velocity, current value, output torque, and the like of each actuator 110 in the corresponding joint 100.
  • the sensor unit 162 performs various types of sensing on the state of the corresponding leg unit 10.
  • the sensor unit 162 includes a contact sensor, a pressure sensor, and the like.
  • the sensor unit 162 can sense the presence or absence of contact with another object at the tip of the leg unit 10 (such as the toe 102), and the magnitude of the force received from the other object at the tip.
  • Control unit 150 The control unit 150 centrally controls the operation of the leg unit 10.
  • the control unit 150 determines, based on the sensing results of each of the plurality of joints 100 at the timing, at each timing included in the second timing sequence indicated by the synchronization signal. In addition, it is possible to cause the communication unit 160 to sequentially transmit its own position and orientation information at the timing to the main body unit 20. As an example, at each timing included in the second timing sequence, the control unit 150 causes a sensing result by the sensor unit 112 at the relevant timing of each of the plurality of joints 100 and a sensing result by the sensor unit 162 at the relevant timing. The position and orientation information of the user at the timing is specified based on the above, and the specified position and orientation information is sequentially transmitted to the communication unit 160 to the main body unit 20.
  • the control unit 150 first causes the sensor unit 112 in each joint 100 at the timing to obtain a sensing result regarding the posture of the joint 100. (For example, angle information of each actuator 110 in the joint 100 or the like) is acquired from each sensor unit 112, and a sensing result by the sensor unit 162 at the timing is acquired from the sensor unit 162. Next, based on these sensing results and a known kinematics algorithm, the control unit 150 determines the position and posture of the leg unit 10 at the corresponding timing (that is, the position and posture of the corresponding leg unit 10). Identify (calculate).
  • control unit 150 may use position coordinates of the center of gravity of the leg unit 10 at the timing, and / or position information of a specific part (for example, the toe 102) at the timing, of the leg unit 10 at the timing. Identify as a location. Then, the control unit 150 causes the communication unit 160 to transmit position and orientation information indicating the specified position and orientation of the leg unit 10 to the main unit 20.
  • the position and orientation information of the leg unit 10 may further include information of types other than the position and orientation of the leg unit 10 at the timing.
  • the position and orientation information of the leg unit 10 may further include the measurement result of the magnitude of the force received by the leg unit 10 from the environment at the timing and the measurement result of the direction of the force.
  • the position and orientation information of the leg unit 10 is the measurement result of the angle, velocity, current value, and / or torque of the individual actuators 110 in the leg unit 10 at the timing. May be further included.
  • each time operation instruction information (corresponding to the leg unit 10) is received from the main unit 20, the control unit 150 performs the operation instruction information based on the operation instruction information and the received synchronization signal. Operation of each of the plurality of joints 100 at a timing corresponding to. For example, each time the operation instruction information is received from the main body unit 20, the control unit 150 causes the newly received operation instruction information of the plurality of timings included in the second timing sequence indicated by the synchronization signal. At timings corresponding to, the operations of the individual actuators 110 included in each of the plurality of joints 100 are sequentially controlled based on the operation instruction information.
  • the timing corresponding to the operation instruction information is, for example, an order corresponding to the cumulative number of receptions of the operation instruction information among a plurality of timings included in the second timing sequence indicated by the received synchronization signal.
  • the timing may be (for example, in the same order as the cumulative number of receptions of the operation instruction information, etc.).
  • control unit 150 first forces each of all joints 100 in leg unit 10 to exert at a timing corresponding to the operation instruction information.
  • Command value (hereinafter may be referred to as “motion command value of each joint 100”) is calculated based on the motion command value of the leg unit 10 indicated by the motion command information.
  • the control unit 150 corresponds to the operation instruction information by performing a force control calculation on each of all the joints 100 in the leg unit 10 based on the calculated movement command value of the joint 100.
  • an output command value of torque to be output by the joint 100 is calculated.
  • control unit 150 causes the actuator 110 in the joint 100 to output a torque corresponding to the calculated torque output command value of the actuator 110 for each of all the joints 100 in the leg unit 10,
  • the instruction information is transmitted to the motor driver 114 in the joint 100.
  • the instruction information may include a torque output command value of each actuator 110 in the joint 100.
  • the communication unit 160 exchanges information with the main unit 20.
  • the communication unit 160 receives the synchronization signal and the operation instruction information from the main body unit 20.
  • the communication unit 160 controls the control unit 150 of the position and orientation information of the corresponding leg unit 10 at the latest timing specified based on the sensing result at the latest timing indicated by the second timing sequence. It transmits to main part 20 according to.
  • the communication unit 160 can also transmit and receive information with other leg units 10.
  • the storage unit 164 may be configured to include, for example, a memory such as a RAM or a ROM, or a storage device such as an HDD.
  • the storage unit 164 stores various data and various applications.
  • the storage unit 164 may output unique information of the corresponding leg unit 10 (for example, the mass property of the leg unit 10, the length of each link of the leg unit 10, the movable range of the leg unit 10, and the leg unit 10). And the maximum torque value that the leg unit 10 can output.
  • the control unit 150 performs the force control calculation of each joint 100, the control unit 150 can be used by reading out the specific information of the corresponding leg unit 10 from the storage unit 164. Therefore, since it becomes unnecessary for the leg unit 10 to receive the specific information on the corresponding leg unit 10 from the main body 20, the amount of information transmitted and received between the leg unit 10 and the main body 20 in real time can be suppressed.
  • the functional configuration of the leg unit 10 according to the present embodiment is not limited to the example described above.
  • the control unit 150 may have all or part of the functions of the motor driver 114 in each of the joints 100 described above.
  • the motor driver 114 may not necessarily be disposed in each joint 100.
  • the motor driver 114 in each joint 100 may have a part of the functions of the control unit 150 described above.
  • the control unit 150 controls the operation of each of the plurality of joints 100 at the timing corresponding to the operation instruction information based on the operation instruction information and the synchronization signal received from the main body unit 20.
  • the motor driver 114 in each joint 100 sets the timing of the individual actuators 110 in the joint 100 at the timing corresponding to the operation instruction information based on the operation instruction information and the synchronization signal. The operation may be controlled directly.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the flow of processing of the main unit 20 according to the present embodiment.
  • the control unit 200 of the main body unit 20 performs initial setting on various functions (such as an application) mounted on the main body unit 20 (for example) S101).
  • the communication unit 202 transmits the synchronization signal to each of the four leg units 10 according to the control of the control unit 200 (S103).
  • the control unit 200 causes the current timing to be next to the previous timing among the plurality of timings included in the second timing sequence (that is, the timing sequence that controls the motion of the entire robot 2) indicated by the synchronization signal. It is determined whether the time has arrived. Note that for the first time, the control unit 200 determines whether the current time has reached the first timing included in the second timing sequence (S105). While the current time has not reached the corresponding timing (hereinafter, also referred to as “I-th timing”) (S105: No), the control unit 200 repeats the processing of S105 again.
  • the main body unit 20 receives the position and orientation information of the leg unit 10 at the I-th timing from each of the four leg units 10. To do (S107).
  • control unit 200 of the main body unit 20 controls the robot at the I-th timing based on the received position and orientation information of each of the four leg units 10 at the I-th timing and the known kinematics algorithm.
  • the position and posture of the torso 2 are calculated (S109).
  • control unit 200 determines the motion purpose of the robot 2 corresponding to the (I + 1) th timing indicated by the second timing sequence, the position and orientation information of the robot 2 specified in S109, and the known reverse kinematics algorithm And the known inverse dynamics algorithm, the magnitude of the force that the robot 2 should exert on the environment at the (I + 1) th timing (the magnitude of the target force) and the direction of the force (target force) Direction) is calculated (S111).
  • control unit 200 decomposes the magnitude of the target force of the robot 2 and the direction of the target force for each of the leg units 10, so that each of the four leg units 10 is at the I + 1th timing.
  • the command value ie, the motion command value of each leg unit 10) regarding the force to be exerted is calculated (S113).
  • the communication unit 202 transmits, to each of the four leg units 10, operation instruction information at the (I + 1) th timing including the exercise command value of the leg unit 10 to the corresponding leg unit 10 according to the control of the control unit 200. (S115). After that, the control unit 200 repeats the processing after S105.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a part of the process flow of the leg unit 10 according to the present embodiment. Note that the processing flow of each of the four leg units 10 may be all the same. Hereinafter, for convenience of explanation, the flow of processing of one leg unit 10 will be described.
  • the control unit 150 of the leg unit 10 first performs initial setting on various functions (such as an application) mounted on the leg unit 10, for example ( S201).
  • the leg unit 10 receives the synchronization signal from the main unit 20 (S203).
  • the control unit 150 of the leg unit 10 follows the previous one of the plurality of timings included in the second timing sequence indicated by the synchronization signal (that is, the timing sequence that controls the motion of the entire robot 2). It is determined whether the current time has arrived at the timing of. Note that for the first time, the control unit 150 determines whether the current time has reached the first timing included in the second timing sequence (S205).
  • the control unit 150 determines the first timing sequence (that is, the synchronization signal indicates). It is determined whether the current time has reached the timing next to the previous timing among the plurality of timings included in the timing sequence that controls the movement of each leg unit 10). Note that for the first time, the control unit 150 determines whether the current time has reached the first timing included in the first timing sequence (S207). While the current time has not reached the corresponding timing (hereinafter, also referred to as “Jth timing”) (S207: No), the control unit 150 repeats the processing after S205 again.
  • the sensor unit 112 in each joint 100 included in the leg unit 10 is, for example, the angle of each actuator 110 in the joint 100, etc.
  • To And control part 150 acquires a sensing result by sensor part 112 in each joint 100 from each sensor part 112 (S209).
  • the control unit 150 performs force control based on the sensing result (for example, angle information of the individual actuators 110 in the joint 100) acquired in S209 for each of all the joints 100 in the leg unit 10. Perform an operation. For example, when S227 described later has been executed at least once, the control unit 150 determines the motion command value of each joint 100 calculated in the most recent S227 and the sensing result acquired in S209. Force control calculation is performed on each of all the joints 100 in the leg unit 10 (S211).
  • control unit 150 calculates an output command value of torque to be output by the joint 100 based on the calculation result in S211 (S213).
  • control unit 150 causes the actuator 110 in the joint 100 to output a torque corresponding to the torque output command value of the joint 100 calculated in S213 for each of all the joints 100 in the leg unit 10. Then, the actuator 110 is controlled (S215). After that, the control unit 150 repeats the processing after S205 again.
  • the leg unit 10 performs the same processing as S209 described above (S217).
  • the control unit 150 determines the sensing result at the I-th timing acquired in S217 (for example, angle information of the individual actuators 110 included in each of the plurality of joints 100).
  • the position and posture of the leg unit 10 at the I-th timing are specified (calculated) on the basis of and the known kinematics algorithm (S221).
  • control unit 150 causes the communication unit 160 to transmit position and orientation information indicating the position and orientation of the leg unit 10 at the I-th timing specified in S221 (S223).
  • the leg unit 10 receives the operation instruction information corresponding to the (I + 1) th timing from the main body unit 20 (S225).
  • control unit 150 causes each of all the joints 100 in the leg unit 10 to perform at the (I + 1) th timing based on the motion command value of the leg unit 10 itself indicated by the motion instruction information received in S225.
  • the command value related to the power to be calculated (that is, the motion command value of each joint 100) is calculated (S227).
  • leg unit 10 performs the processing of S211 and the above.
  • the above-described processing of S221 to S227 may be repeatedly performed every second cycle.
  • the leg unit 10 is based on the sensing result of each of the plurality of joints 100 at the nearest timing among the plurality of timings included in the second timing sequence.
  • the position and orientation information of the leg unit 10 at the timing is transmitted to the main body unit 20, and the operation instruction information of the leg unit 10 at the next timing of the timing is based on the position and orientation information of the leg unit 10 at the timing. 20, and controls the operation of each of the plurality of joints 100 based on the operation instruction information. Therefore, the processing load on the main body 20 when controlling the operation of each joint 100 can be reduced.
  • the main body unit 20 can control the movement of each leg in units of 10 leg units instead of 110 units as in the comparative example of the present disclosure. Then, the control unit 150 of the leg unit 10 can control the operation of the individual actuators 110 included in each of all the joints 100 included in the corresponding leg unit 10. As described above, according to the present embodiment, the operation of each of the plurality of joints 100 included in each leg unit 10 can be decentralized and controlled by the main body 20 and the leg unit 10.
  • the main body unit 20 merely designates (as the operation instruction information) the position information of the target of the toe 102 of each leg unit 10 at the next timing, the individual joints 100 included in each leg unit 10 The angle of the target at the next timing can be calculated by each leg unit 10. Therefore, the calculation load of the main body unit 20 can be reduced.
  • a method may be considered in which the operation timings of the four leg units 10 are matched as much as possible by using only existing feedback control without using a synchronization signal. Specifically, in this method, it is possible to partially cover (compensate) the time lag among the four leg units 10 by controlling the phase fluctuation due to the time lag in the direction of the amplitude. However, in this method, it is difficult to increase the control gain, so the control performance may be reduced compared to the present embodiment. In other words, according to the present embodiment, the control performance of the robot 2 can be improved by using the synchronization signal.
  • each leg unit 10 can be configured to be removable with respect to the main body 20. Therefore, for example, when at least one leg unit 10 malfunctions while the robot 2 is in operation, each of the at least one leg unit 10 is easily replaced with another leg unit 10 whose operation has been confirmed. It can be exchanged. Therefore, the stop time of the robot 2 due to the malfunction of the leg unit 10 can be shortened, for example, as compared with the present comparative example.
  • operation confirmation and repair can be performed by the leg unit 10 alone without stopping the operation of the main unit 20. Is high. Furthermore, at the time of development of the robot 2, it is also possible to perform the assembly of the leg unit 10 and the assembly of the main body 20 in parallel. Thereby, the lead time of manufacture of robot 2 can be shortened compared with this comparative example, for example.
  • connection method between the main body 20 and each leg unit 10 can be unified. Therefore, the degree of freedom in design can be further improved, so that the number of leg portions (leg units 10) can be selected with a higher degree of freedom at the time of design of the robot 2 as compared with this comparative example.
  • the axis configuration is a serial link arm having 7 degrees of freedom, and, for example, one or more arm units attached to the tip of the serial link arm, such as a gripper or a robot hand, instead of the leg unit 10 It may be attached to the main body 20.
  • the robot 2 having the gripping arm unit capable of gripping and operating one or more objects.
  • the arm unit is an example of a limb unit according to the present disclosure.
  • one or more arm units having a shaft configuration of 7 degrees of freedom serial link arm and, for example, a camera, a laser scanner, etc. attached to the tip of the serial link arm are substituted for the leg unit 10 It may be attached to the main body 20.
  • the robot 2 having the recognition arm unit for recognizing the surrounding environment of the robot 2 can be configured.
  • the arm unit is an example of a limb unit according to the present disclosure.
  • each step in each process flow described above may not necessarily be processed in the order described.
  • each step may be processed in an appropriate order.
  • each step may be processed partially in parallel or individually instead of being processed chronologically.
  • some of the described steps may be omitted or additional steps may be added.
  • the robot according to the present disclosure is not necessarily limited to a product called "robot".
  • the robot according to the present disclosure is a machine (device) or other common mobile device that has one or more limb units and a main body 20, and can operate using electrical and / or magnetic action. I hope there is.
  • the robot may be a vehicle, various industrial machines, or a toy.
  • a control unit that causes the transmitting unit to transmit its own position and orientation information at the first timing based on the sensing result at the first timing of each of the plurality of joints;
  • a receiving unit that receives, from the main unit, operation instruction information at a second timing after the first timing based on the position and orientation information of the first timing; Equipped with The limb unit, wherein the control unit controls an operation of each of the plurality of joints at the second timing based on operation instruction information at the second timing.
  • the receiving unit further receives, from the main unit, a synchronization signal for synchronizing operation timing between the limb unit and one or more other limb units at a predetermined cycle.
  • the synchronization signal is identical to the synchronization signal transmitted from the body to each of the one or more other limb units,
  • the limb unit according to (1) wherein the control unit further controls an operation of each of the plurality of joints at the second timing based on the synchronization signal.
  • (3) Further comprising the plurality of joints, Each of the plurality of joints has one or more actuators, The control unit controls the operation of each of the one or more actuators included in each of the plurality of joints at the second timing based on the operation instruction information at the second timing and the synchronization signal.
  • the limb unit according to (2).
  • the limb unit according to (3) wherein the position and orientation information of the user at the first timing is information specified based on a sensing result of each of the plurality of joints at the first timing.
  • the synchronization signal indicates a predetermined timing sequence including a plurality of timings and the time between adjacent timings is the predetermined period, The first timing is any one of the plurality of timings included in the predetermined timing sequence, The limb unit according to (4), wherein the second timing is a timing next to the first timing among the plurality of timings included in the predetermined timing sequence.
  • the control unit transmits, to the main unit, the position and orientation information at the timing based on the sensing result of each of the plurality of joints at the timing at each timing included in the predetermined timing sequence.
  • the control unit causes the plurality of joints at any timing included in the predetermined timing sequence corresponding to the newly received operation instruction information.
  • the timing corresponding to the newly received operation instruction information is the timing of an order corresponding to the cumulative number of receptions of the operation instruction information among the plurality of timings included in the predetermined timing sequence.
  • the control unit calculates a command value related to an output torque of each of the plurality of joints at the second timing based on operation instruction information at the second timing, and The limb unit according to (8), wherein each of the one or more actuators included in each of the plurality of joints is controlled based on a command value related to an output torque of the joint. (10) Each time operation instruction information is received from the main unit, the control unit is configured to control the plurality of joints at any one of timings included in the predetermined timing sequence, corresponding to the newly received operation instruction information.
  • the command value for each output torque is sequentially calculated based on the operation instruction information, and The limb unit according to (9), wherein each of the one or more actuators included in each of the plurality of joints is sequentially controlled based on a command value related to an output torque of the joint.
  • the sensing result of each of the plurality of joints at the first timing includes the sensing result of the posture of each of the plurality of joints at the first timing, any one of the above (5) to (10) Limb unit as described in.
  • the control unit sequentially specifies, at each timing included in the predetermined timing sequence, position / posture information of itself at the timing based on a sensing result at each timing of each of the plurality of joints.
  • the limb unit according to any one of (12) to (12).
  • the position and orientation information of the limb unit at the first timing, and the position and orientation information of the other limb unit at the first timing received by the main body from each of the one or more other limb units
  • the limb unit according to any one of (5) to (13), wherein the operation instruction information at the second timing is determined by the main body based on the second timing.
  • the transmission unit The limb unit according to any one of (11) to (14), further comprising: a sensor unit that senses the posture of each of the plurality of joints.
  • a sensor unit that senses the posture of each of the plurality of joints.
  • a control unit configured to transmit, to the main unit, the position and orientation information of the limb unit at the first timing based on the sensing result at the first timing of each of a plurality of joints included in the limb unit;
  • a receiving unit that receives, from the main body, operation instruction information of the limb unit at a second timing after the first timing based on position and orientation information of the limb unit at the first timing; Have The control unit controls an operation of each of a plurality of joints of the limb unit at the second timing based on motion instruction information of the limb unit at the second timing.
  • the main unit transmits, to each of the plurality of limb units, a synchronization signal for synchronizing the timing of operation between each of the plurality of limb units at a predetermined cycle.
  • the synchronization signals sent to each of the plurality of limb units are all identical,
  • Each of a plurality of joints included in each of the plurality of limb units has one or more actuators,
  • the receiving unit of each of the plurality of limb units further receives the synchronization signal from the body unit,
  • the control unit of each of the plurality of limb units is configured of the plurality of joints of the limb unit at the second timing based on the operation instruction information of the limb unit at the second timing and the synchronization signal.
  • the synchronization signal indicates a predetermined timing sequence including a plurality of timings and the time between adjacent timings is the predetermined period,
  • the first timing is any one of the plurality of timings included in the predetermined timing sequence,
  • the main body specifies position and orientation information of the robot at the first timing based on position and orientation information of the limb unit at the first timing received from each of the plurality of limb units, and , The operation instruction information of each of the plurality of limb units at the second timing is determined based on position and orientation information of the robot at the first timing and an exercise purpose of the robot at the second timing.
  • the robot according to (18).
  • the control unit of each of the plurality of limb units is, for each timing included in the predetermined timing sequence, position and orientation information of the limb unit at the timing based on the sensing result at each of the plurality of joints.
  • the control unit of each of the plurality of limb units is included in the predetermined timing sequence corresponding to the newly received operation instruction information each time the operation instruction information is received from the main body unit.

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Abstract

【課題】個々の関節の動作を制御する際の本体部の処理負荷を軽減することが可能な、肢ユニット、および、ロボットを提案する。 【解決手段】複数の関節の各々の第１のタイミングにおけるセンシング結果に基づいた、前記第１のタイミングにおける自己の位置姿勢情報を本体部へ送信部に送信させる制御部と、前記第１のタイミングにおける自己の位置姿勢情報に基づいた、前記第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおける動作指示情報を前記本体部から受信する受信部と、を備え、前記制御部は、前記第２のタイミングにおける動作指示情報に基づいて、前記第２のタイミングにおける前記複数の関節の各々の動作を制御する、肢ユニット。

Description

肢ユニット、および、ロボット
　本開示は、肢ユニット、および、ロボットに関する。
　従来、例えば４脚ロボットや２脚ロボットなどの、一以上の脚部を有するロボットが各種開発されている。
　例えば、下記特許文献１には、４個の脚モジュールがそれぞれ関節を介して胴体部に取り付けられた４脚ロボットが開示されている。各脚モジュールは、当該胴体部に設けられた関節用モータによって前後に回動される。
特開２００６－５１５５９号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の技術では、各脚モジュールの動作を制御する際の４脚ロボット本体の処理負荷が大きい。例えば、特許文献１に記載の技術では、各脚モジュールの動作を制御するために、４脚ロボット本体は、胴体部に設けられている当該脚モジュールに対応する関節用モータを直接制御しなければならない。
　そこで、本開示では、個々の関節の動作を制御する際の本体部の処理負荷を軽減することが可能な、新規かつ改良された肢ユニット、および、ロボットを提案する。
　本開示によれば、複数の関節の各々の第１のタイミングにおけるセンシング結果に基づいた、前記第１のタイミングにおける自己の位置姿勢情報を本体部へ送信部に送信させる制御部と、前記第１のタイミングにおける自己の位置姿勢情報に基づいた、前記第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおける動作指示情報を前記本体部から受信する受信部と、を備え、前記制御部は、前記第２のタイミングにおける動作指示情報に基づいて、前記第２のタイミングにおける前記複数の関節の各々の動作を制御する、肢ユニットが提供される。
　また、本開示によれば、複数の肢ユニット、および、本体部を備え、前記複数の肢ユニットの各々は、複数の関節と、当該肢ユニットが有する複数の関節の各々の第１のタイミングにおけるセンシング結果に基づいた、前記第１のタイミングにおける当該肢ユニットの位置姿勢情報を前記本体部へ送信部に送信させる制御部と、前記第１のタイミングにおける当該肢ユニットの位置姿勢情報に基づいた、前記第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおける当該肢ユニットの動作指示情報を前記本体部から受信する受信部と、を有し、前記制御部は、前記第２のタイミングにおける当該肢ユニットの動作指示情報に基づいて、前記第２のタイミングにおける、当該肢ユニットが有する複数の関節の各々の動作を制御する、ロボットが提供される。
　以上説明したように本開示によれば、個々の関節の動作を制御する際の本体部の処理負荷を軽減することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本開示の実施形態に係るロボット２を上から見た際の外観を概略的に示した図である。 同実施形態に係る脚ユニット１０の軸構成の一例を示した図である。 同実施形態に係る脚ユニット１０の軸構成の別の例を示した図である。 図３Ａに示した軸構成の脚ユニット１０を上から見た際の外観を概略的に示した図である。 同実施形態に係る本体部２０の機能構成の例を示したブロック図である。 同実施形態に係る同期信号の波形の例を示したグラフである。 同実施形態に係る脚ユニット１０の機能構成の例を示したブロック図である。 同実施形態に係る、本体部２０の処理の流れを示したフローチャートである。 同実施形態に係る、脚ユニット１０の処理の流れの一部を示したフローチャートである。 同実施形態に係る、脚ユニット１０の処理の流れの一部を示したフローチャートである。 本開示の比較例に係る処理の流れを示したフローチャートである。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、必要に応じて脚ユニット１０ａおよび脚ユニット１０ｂのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、脚ユニット１０ａおよび脚ユニット１０ｂを特に区別する必要が無い場合には、単に脚ユニット１０と称する。
　また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための形態」を説明する。
　１．比較例
　２．実施形態の詳細な説明
　３．変形例
＜＜１．比較例＞＞
　本開示は、一例として「２．実施形態の詳細な説明」において詳細に説明するように、多様な形態で実施され得る。最初に、本開示に係る実施形態の特徴を明確に示すために、本開示の比較例について説明する。
　＜１－１．構成＞
　まず、本比較例に係るロボット９０の構成について説明する。ロボット９０は、４脚ロボットである。ロボット９０は、胴体部９００および４本の脚部９０２を有する。
　胴体部９００は、制御部９０４を含む。制御部９０４は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などの処理回路を含む。制御部９０４は、ロボット９０の動作を統括的に制御する。例えば、制御部９０４は、４本の脚部９０２の各々に配置されている個々のアクチュエータの動作を制御する。
　４本の脚部９０２の各々は、複数の関節と複数のリンクとを含むリンク機構としてそれぞれ構成されている。例えば、当該複数の関節は、胴体部９００に接続する股関節、膝関節、および、足首関節などを含む。また、当該複数のリンクは、足裏を含み、かつ、足首関節に接続する第１リンク、足首関節と膝関節とを連結する第２リンク、および、膝関節と股関節とを連結する第３リンクなどを含む。
　当該複数の関節の各々は、例えば当該関節の回転軸回りに当該関節を回転させる力を出力可能な一以上のアクチュエータを有する。
　＜１－２．処理の流れ＞
　次に、図１０を参照して、本比較例に係る処理の流れについて説明する。以下では、ロボット９０が、４本の脚部９０２の各々に配置されている関節ごとの制御演算を第１の周期（例えば０．２５ｍｓｅｃなど）で繰り返して行うものとする。また、ロボット９０は、運動目的に応じたロボット９０の動作の計算（例えば、ロボット９０が環境に対して発揮すべき力の計算など）を第２の周期（例えば１．０ｍｓｅｃなど）で繰り返して行うものとする。
　図１０に示したように、まず、例えばロボット９０の起動時などに、ロボット９０の制御部９０４は、例えばロボット９０に実装されている各種の機能（アプリケーションなど）に関する初期設定を行う（Ｓ９０１）。
　その後、制御部９０４は、以下で説明するＳ９０３～Ｓ９１３の処理を第１の周期で繰り返す。具体的には、まず、制御部９０４は、４本の脚部９０２の各々に配置されている個々のアクチュエータの角度情報の前回のセンシング時から、当該第１の周期に対応する時間が経過したか否かを判定する（Ｓ９０３）。当該第１の周期に対応する時間が前回のセンシング時から未経過である間は（Ｓ９０３：Ｎｏ）、制御部９０４は、Ｓ９０３の処理を繰り返す。
　一方、当該第１の周期に対応する時間が前回のセンシング時から経過した際には（Ｓ９０３：Ｙｅｓ）、４本の脚部９０２の各々の各関節に配置されているセンサ部は、各関節内に配置されている個々のアクチュエータの角度をセンシングする。例えば、各関節内に配置されているセンサ部は、当該関節内の個々のアクチュエータに関して、前回のセンシング時からの当該アクチュエータの角度の変位量をセンシングする。
　そして、制御部９０４は、各センサ部によるセンシング結果を各センサ部から取得する（Ｓ９０５）。
　続いて、制御部９０４は、ロボット９０全身の動作の前回の計算時から、当該第２の周期に対応する時間が経過したか否かを判定する（Ｓ９０７）。当該第２の周期に対応する時間が、ロボット９０の動作の前回の計算時から未経過である間は（Ｓ９０７：Ｎｏ）、制御部９０４は、まず、４本の脚部９０２の各々に含まれる関節ごとに、Ｓ９０５のセンシング結果を用いて、当該関節に関する力制御演算を行う（Ｓ９０９）。
　続いて、制御部９０４は、各関節に配置されている個々のアクチュエータによるトルク出力指令値を、Ｓ９０９の演算結果に基づいて計算する。例えば、後述するＳ９１９が少なくとも一回実行済みである場合には、制御部１５０は、Ｓ９１９で計算された、当該関節に出力させる目標のトルクの値と、直近のＳ９０５で取得されたセンシング結果とに基づいて、当該脚ユニット１０内の全ての関節の各々に配置されている個々のアクチュエータによるトルク出力指令値を計算する（Ｓ９１１）。
　その後、制御部９０４は、各関節に配置されている個々のアクチュエータに対して、Ｓ９１１で計算された、当該アクチュエータのトルク出力指令値に対応するトルクを当該アクチュエータに出力させるように当該アクチュエータを制御する（Ｓ９１３）。そして、制御部９０４は、再びＳ９０３以降の処理を繰り返す。
　一方、Ｓ９０７において、当該第２の周期に対応する時間が、ロボット９０の動作の前回の計算時から経過した際には（Ｓ９０７：Ｙｅｓ）、制御部９０４は、直近のＳ９０５で取得された、４本の脚部９０２の各々に配置されている個々のアクチュエータの角度のセンシング結果と、公知の運動学のアルゴリズムとに基づいて、直近のＳ９０５時点の、４本の脚部９０２の各々に含まれる各関節の位置および姿勢を計算する（Ｓ９１５）。
　続いて、制御部９０４は、現在の運動目的に応じて、公知の逆運動学のアルゴリズムおよび公知の逆動力学のアルゴリズムを用いて、直近のＳ９０５時点から第２の周期の時間に対応する時間の経過時においてロボット９０が環境に対して発揮すべき力の大きさを計算（決定）する（Ｓ９１７）。
　続いて、制御部９０４は、４本の脚部９０２の各々に含まれる関節ごとに（より詳細には、各関節内のアクチュエータごとに）、Ｓ９１７で計算された力の大きさを分解することにより、直近のＳ９０５時点から第２の周期の時間に対応する時間の経過時において当該関節に出力させる目標のトルクの値をそれぞれ計算する（Ｓ９１９）。その後、制御部９０４は、上記のＳ９１１以降の処理を行う。
　＜１－３．課題の整理＞
　前述したように、本比較例では、胴体部９００が単独で、４本の脚部９０２の各々に含まれる個々のアクチュエータのトルク指令値を全て計算し、かつ、当該トルク指令値に基づいて個々のアクチュエータの動作を制御する。つまり、ロボット９０は、４本の脚部９０２の各々の動作を集中的に制御する。このため、４本の脚部９０２の各々に含まれる個々の関節の動作を制御する際の、胴体部９００（つまり、ロボット９０の本体）の処理負荷が大きい。
　また、本比較例では、胴体部９００と４本の脚部９０２とが一体的に構成されているので、ロボット９０のメンテナンスの負荷が大きい。例えば、胴体部９００と、４本の脚部９０２の各々との間では、多数のケーブルが複雑に配線されている。例えば、胴体部９００と、個々の脚部９０２内の個々のアクチュエータとはそれぞれ別々のケーブルで直接連結されている。つまり、配線が複雑、かつ、膨大であり得る。このため、例えば４本の脚部９０２のうちのいずれかが故障した場合など、いずれかの脚部９０２を交換する際には、該当の脚部９０２内の一以上のケーブルだけでなく、胴体部９００の内部の、該当の脚部９０２に連結している一以上のケーブルも適切に外す必要がある。従って、作業の負荷が大きい。
　そこで、上記事情を一着眼点にして、本開示の実施形態に係るロボット２を創作するに至った。本実施形態に係るロボット２は、複数の脚ユニット１０、および、本体部２０を備える。そして、当該複数の脚ユニット１０の各々は、複数の関節１００を有し、かつ、当該複数の関節１００の各々の第１のタイミングにおけるセンシング結果に基づいた、当該第１のタイミングにおける当該脚ユニット１０の位置姿勢情報を本体部２０へ送信し、当該第１のタイミングにおける当該脚ユニット１０の位置姿勢情報に基づいた、当該第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおける動作指示情報を本体部２０から受信し、そして、当該第２のタイミングにおける動作指示情報に基づいて、当該第２のタイミングにおける当該複数の関節１００の各々の動作を制御する。このため、個々の関節１００の動作を制御する際の本体部２０の処理負荷を軽減することができる。例えば、本実施形態では、複数の脚ユニット１０の各々が有する複数の関節１００の動作を、本体部２０と脚ユニット１０とで分散制御することができる。以下、本実施形態の内容について順次詳細に説明する。
　本実施形態において、ロボット２は、電気的および／または磁気的な作用を用いて例えば自律的に行動（例えば移動や物体の把持など）可能な装置であり得る。また、脚ユニット１０は、本開示に係る肢ユニットの一例である。但し、本開示はかかる例に限定されず、肢ユニットは、腕ユニットであってもよい。例えば、当該腕ユニットは、本体部２０に対して着脱可能なアームユニットとして構成され得る。以下では、本開示に係る肢ユニットが、脚ユニット１０である例を主として説明する。
　例えば、ロボット２は、４つの脚ユニット１０を有し得る。但し、本実施形態はかかる例に限定されず、脚ユニット１０の数は、任意の数（例えば、１つ、２つ、または、１０個など）であってよい。以下では、脚ユニット１０の数が４つである例（例えば、ロボット２が四脚ロボットである例）について説明する。
＜＜２．実施形態の詳細な説明＞＞
　＜２－１．物理構成＞
　まず、本実施形態に係るロボット２の物理構成について説明する。図１は、上から見たロボット２の外観を概略的に示した図である。図１に示したように、ロボット２は、本体部２０、および、４つの脚ユニット１０を備える。４つの脚ユニット１０の各々は、本体部２０に対して取り外し可能に構成され得る。
　当該４つの脚ユニット１０の種類は、全て同一であり得る。但し、かかる例に限定されず、例えば軸構成などの種類が互いに異なる脚ユニット１０が併用されてもよい。
　次に、本実施形態に係る脚ユニット１０の物理構成について説明する。例えば、脚ユニット１０は、制御部１５０、エネルギー供給ポート、および、通信部１６０を有する。
　｛２－１－１．制御部１５０｝
　制御部１５０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などの処理回路を含んで構成され得る。さらに、制御部１５０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリを含んで構成されてもよい。なお、制御部１５０の具体的な機能については後述する。
　｛２－１－２．エネルギー供給ポート｝
　エネルギー供給ポートは、本体部２０から脚ユニット１０へ送られるエネルギー（例えば、電力、油圧、水圧、および／または、空気圧など）を受け取るためのポートである。例えば、本体部２０から送られたエネルギーは、エネルギー供給ポートを介して、後述する、各関節１００内のアクチュエータ１１０およびモータドライバ１１４などへ送られる。
　｛２－１－３．通信部１６０｝
　通信部１６０は、本開示に係る受信部および送信部の一例である。通信部１６０は、本体部２０との間でデータの送受信を行う。通信部１６０は、例えば、本体部２０と該当の脚ユニット１０との間でシリアル通信を行うための通信ポートと、本体部２０から送信される同期信号を受信するための同期信号ポートとを含んで構成される。なお、当該通信ポートと当該同期信号ポートとは別々に構成される代わりに、単独のポートとして構成されてもよい。なお、通信部１６０の具体的な機能については後述する。
　｛２－１－４．軸構成｝
　‐第１の例
　次に、図２～図３Ｂを参照して、脚ユニット１０の軸構成について説明する。図２は、脚ユニット１０の軸構成の一例を概略的に示した図である。脚ユニット１０は、複数の関節と複数のリンクとを含むリンク機構として構成され得る。例えば、図２に示したように、脚ユニット１０は、股関節Ｒｏｌｌ軸１００ａ、股関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｂ、および、膝関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｃなどの少なくとも３つの関節１００と、足先１０２とを有する。また、脚ユニット１０は、膝関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｃと足先１０２との間に足首関節（図示省略）をさらに有してもよい。例えば、閉リンク機構により膝関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｃのトルクが当該足首関節に伝達されるように構成されてもよい。
　また、脚ユニット１０は、足先１０２を含む第１リンク１０４ａ、足先１０２と膝関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｃとを連結する第２リンク１０４ｂ、膝関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｃと股関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｂとを連結する第３リンク１０４ｃ、および、股関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｂと股関節Ｒｏｌｌ軸１００ａとを連結する第４リンク１０４ｄを有し得る。このように構成されることにより、ロボット２は、脚ユニット１０ごとに、本体部２０に対する当該脚ユニット１０の固定位置（例えば、股関節Ｒｏｌｌ軸１００ａの位置など）から見たときの、当該脚ユニット１０の足先１０２の位置を、縦、横、および、高さの三方向へ移動させることができる。これにより、ロボット２（より詳細には本体部２０）は、各脚ユニット１０の位置および姿勢を変化させることにより、外界の任意の方向に対して力を加えることができる。また、本体部２０は、例えば各脚ユニット１０が他の物体と接触した際の摩擦力の大きさに応じて、各脚ユニット１０による力のモーメントを変化させることができる。さらに、各脚ユニット１０の足先軌道が３次元の自由軌道になり得るので、ロボット２は、一以上の障害物を乗り越えたり、回避することもできる。
　なお、脚ユニット１０が足首関節を有する場合、第１リンク１０４ａが当該足首関節と接続しうる。また、この場合、第２リンク１０４ｂは、当該足首関節と膝関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｃとを連結するように構成されてもよい。
　‐第２の例
　図３Ａは、（脚ユニット１０の横から見た）脚ユニット１０の軸構成の別の例を示した図である。また、図３Ｂは、図３Ａに示した脚ユニット１０を上から見た際の外観を概略的に示した図である。図３Ａおよび図３Ｂに示したように、股関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｂの回転軸と、膝関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｃの回転軸とが同軸になるように、これらの関節１００は配置されてもよい。また、図３Ａに示したように、脚ユニット１０は、股関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｂおよび膝関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｃに連結する閉リンク機構１０６を有してもよい。これにより、股関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｂを駆動するアクチュエータ１１０ｂにより出力される力が膝関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｃへ伝達され得る。なお、アクチュエータ１１０の具体的な内容については後述する。
　｛２－１－５．変形例｝
　本実施形態に係る脚ユニット１０の軸構成は、前述した例に限定されない。例えば、脚ユニット１０の軸の数は一以上の任意の数（例えば１軸や１０軸など）であってもよい。また、脚ユニット１０に含まれるリンク機構としては、全てシリアルリンクが用いられてもよいし、全てパラレルリンクが用いられてもよいし、または、一以上のシリアルリンクおよび一以上のパラレルリンクが混在していてもよい。さらに、脚ユニット１０は、劣駆動関節（つまり、アクチュエータ１１０により駆動されない関節）を一以上有してもよい。また、脚ユニット１０が有するアクチュエータ１１０の数（脚ユニット１０が制御可能なアクチュエータ１１０の数）に関しても特に限定されない。
　＜２－２．機能構成：本体部２０＞
　以上、本実施形態に係るロボット２の物理構成について説明した。次に、本実施形態に係る本体部２０の機能構成について説明する。図４は、本体部２０の機能構成の例を示したブロック図である。図４に示したように、本体部２０は、制御部２００、通信部２０２、センサ部２０４、および、記憶部２０６を有する。
　｛２－２－１．制御部２００｝
　制御部２００は、例えばＣＰＵやＧＰＵなどの処理回路を含んで構成され得る。制御部２００は、本体部２０の動作を統括的に制御する。
　（２－２－１－１．同期信号の送信制御）
　例えば、制御部２００は、４つの脚ユニット１０の各々の間で動作のタイミングを所定の周期で同期させるための同期信号を任意のタイミング（例えばロボット２の起動時など）に４つの脚ユニット１０の各々へ通信部２０２に送信させる。より具体的には、制御部２００は、当該４つの脚ユニット１０の各々へ、同一の当該同期信号をそれぞれ任意のタイミングに通信部２０２に送信させ得る。
　ここで、当該同期信号は、複数のタイミングを有し、かつ、隣接するタイミング間の時間が第１の周期である第１のタイミング列を示し得る。さらに、当該同期信号は、複数のタイミングを有し、かつ、隣接するタイミング間の時間が、当該第１の周期の定数倍である第２の周期である第２のタイミング列を示し得る。例えば、当該第１の周期は、０．２５ｍｓｅｃであり、かつ、当該第２の周期は、１．０ｍｓｅｃであってもよい。なお、当該第２のタイミング列は、本開示に係る所定のタイミング列の一例である。また、当該第２の周期は、本開示に係る所定の周期の一例である。
　第１のタイミング列は、各脚ユニット１０の運動をつかさどる複数のタイミングの列であり得る。また、第２のタイミング列は、ロボット２全体の運動をつかさどる複数のタイミングの列であり得る。例えば、第１のタイミング列は、各脚ユニット１０内の個々のアクチュエータ１１０に対する電力の供給を制御するためのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の出力開始の個々のタイミングを示してもよい。また、当該第１のタイミング列は、後述する、各脚ユニット１０内の各センサ部１１２によるセンシング結果（例えば、個々のアクチュエータ１１０の角度情報など）の個々の取得タイミングを示してもよい。また、第２のタイミング列は、例えば、各脚ユニット１０の位置姿勢情報の計算（特定）に用いられる、当該脚ユニット１０内の各センサ部１１２によるセンシング結果の取得タイミングを示してもよい。詳細については後述するが、この場合、各脚ユニット１０は、当該第２のタイミング列に含まれるタイミングごとに、当該タイミングにおける各センサ部１１２によるセンシング結果に基づいて、当該タイミングにおける当該脚ユニット１０の位置姿勢情報を逐次計算し、そして、当該位置姿勢情報を本体部２０へ逐次送信し得る。
　例えば、同期信号は、図５に示したような、矩形波パルス状の信号である。詳細については後述するが、例えば、同期信号に対応する電圧（以下、同期信号電圧と称する）の立ち上がりをトリガとして各脚ユニット１０の動作が同期され得る。一例として、第１のタイミング列に含まれるタイミングごとの同期信号電圧の立ち上がりをトリガとして、上記のように各脚ユニット１０内の運動が制御され得る。また、第２のタイミング列に含まれるタイミングごとの同期信号電圧の立ち上がりをトリガとして、上記のようにロボット２全体の運動が制御され得る。
　図５に示した例では、第１のタイミング列に含まれる各タイミングに対応する、同期信号電圧の立ち上がりごとに、各脚ユニット１０内の各関節１００内のセンサ部１１２によるセンシング結果が逐次取得されるとともに、各脚ユニット１０内の各関節１００内の個々のアクチュエータ１１０によるトルク出力が逐次開始され得る。また、図５に示した例では、第２のタイミング列に含まれる各タイミングに対応する、同期信号電圧の立ち上がりごとに、各脚ユニット１０が、当該タイミングにおける各関節１００内のセンサ部１１２によるセンシング結果に基づいて、当該タイミングにおける当該脚ユニット１０の位置および姿勢を逐次計算し得る。なお、これらの機能の具体的な内容については後述する。
　なお、図５では、当該第１のタイミング列に含まれる少なくとも一つのタイミングと、当該第２のタイミング列に含まれる少なくとも一つのタイミングとが一致する例を示している。但し、かかる例に限定されず、当該第１のタイミング列に含まれる全てのタイミングと、当該第２のタイミング列に含まれる全てのタイミングとはそれぞれ異なっていてもよい。
　また、第１のタイミング列に対応する同期信号と、第２のタイミング列に対応する同期信号とは同一の信号であってもよいし、または、互いに異なる信号であってもよい。後者の場合、制御部２００は、これらの２種類の同期信号を任意のタイミングに４つの脚ユニット１０の各々へ通信部２０２に送信させる。
　（２－２－１－２．脚ユニット１０の動作指示）
　また、当該第２のタイミング列が示す直近のタイミングにおける４つの脚ユニット１０の各々の位置姿勢情報が各脚ユニット１０から受信される度に、制御部２００は、４つの脚ユニット１０の各々に関して、当該第２のタイミング列が示す次のタイミングにおける当該脚ユニット１０の動作指示情報を当該脚ユニット１０へ通信部２０２に送信させることが可能である。
　例えば、当該第２のタイミング列が示す直近のタイミングにおける４つの脚ユニット１０の各々の位置姿勢情報が各脚ユニット１０から受信された場合には、制御部２００は、まず、受信された４つの脚ユニット１０の各々の位置姿勢情報と公知の運動学のアルゴリズムとに基づいて、当該直近のタイミングにおけるロボット２の位置姿勢情報（例えばロボット２の胴体の位置姿勢情報）を特定する。次に、制御部２００は、当該第２のタイミング列が示す次のタイミングに対応する、ロボット２の運動目的と、当該直近のタイミングにおけるロボット２の位置姿勢情報と、公知の逆運動学のアルゴリズムとに基づいて、当該次のタイミングにおいてロボット２が環境に対して発揮すべき力の大きさおよび力の方向（以下、「ロボット２の目標の力の大きさ」および「ロボット２の目標の力の方向」とそれぞれ称する場合がある）を計算する。次に、制御部２００は、計算されたロボット２の目標の力の大きさ、および、目標の力の方向に基づいて、当該次のタイミングにおける、４つの脚ユニット１０の各々が発揮すべき力に関する指令値（以下、「各脚ユニット１０の運動指令値」と称する場合がある）を計算する。例えば、制御部２００は、４つの脚ユニット１０の各々の位置関係に応じて、ロボット２の目標の力の大きさ、および、目標の力の方向を脚ユニット１０ごとにそれぞれ分解することにより、各脚ユニット１０の目標の力の大きさ、および、目標の力の方向を、各脚ユニット１０の運動指令値として計算する。次に、制御部２００は、脚ユニット１０ごとに、計算された当該脚ユニット１０の運動指令値を含む、当該次のタイミングにおける当該脚ユニット１０の動作指示情報を生成する。そして、制御部２００は、当該脚ユニット１０の動作指示情報を当該脚ユニット１０へ通信部２０２に送信させる。
　なお、当該脚ユニット１０の動作指示情報は、当該次のタイミングにおける当該脚ユニット１０の目標の位置情報（例えば当該脚ユニット１０の特定の部位（足先１０２など）の目標の位置情報）、および、当該次のタイミングにおける当該脚ユニット１０の目標の姿勢を示す情報などをさらに含んでもよい。
　｛２－２－２．通信部２０２｝
　通信部２０２は、４つの脚ユニットの各々と情報の送受信を行う。例えば、通信部２０２は、上記の第２のタイミング列が示す直近のタイミングにおける各脚ユニット１０の位置姿勢情報を各脚ユニット１０から受信する。また、通信部２０２は、４つの脚ユニット１０の各々に関して、当該第２のタイミング列が示す次のタイミングにおける当該脚ユニット１０の動作指示情報を、制御部２００の制御に従って当該脚ユニット１０へ送信する。
　また、通信部２０２は、所定のネットワーク（例えばインターネットや各種のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）など）を介して外部の装置（例えば汎用ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）など）との間で情報の送受信を行うことも可能である。例えば、通信部２０２は、ロボット２の運動目的や動作に関するユーザの指示情報を外部の装置から受信し得る。
　｛２－２－３．センサ部２０４｝
　センサ部２０４は、例えば外界やロボット２の状態に関して各種のセンシングを行う。センサ部２０４は、例えば、カメラ（イメージセンサ）、デプスセンサ（例えばｔｉｍｅ　ｏｆ　ｆｌｉｇｈｔ方式のセンサ、または、ステレオカメラなど）、マイクロフォン、加速度センサ、ジャイロスコープ、温度センサ、地磁気センサ、および／または、トルクセンサなどを含む。さらに、センサ部２０４は、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）やＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）などの測位衛星から測位信号を受信する受信機を含み得る。
　｛２－２－４．記憶部２０６｝
　記憶部２０６は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、または、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリなどの記憶装置を含んで構成され得る。記憶部２０６は、例えば地図情報ＤＢ、物体情報ＤＢ、および、身体情報ＤＢなどの各種のデータや、各種のアプリケーションを記憶する。ここで、地図情報ＤＢは、実世界の地図情報が格納されているデータベースであり得る。物体情報ＤＢは、例えば、物体ごとに、当該物体の位置情報や当該物体の属性情報（形状や想定重量など）が格納されているデータベースであり得る。身体情報ＤＢは、ロボット２の各部位の情報（例えば、位置、形状、サイズなど）が格納されているデータベースであり得る。
　＜２－３．機能構成：脚ユニット１０＞
　以上、本体部２０の機能構成について説明した。次に、本実施形態に係る脚ユニット１０の機能構成について説明する。図６は、脚ユニット１０の機能構成の例を示したブロック図である。図６に示したように、脚ユニット１０は、複数の関節１００、制御部１５０、通信部１６０、センサ部１６２、および、記憶部１６４を有する。ここで、当該複数の関節１００は、例えば、股関節Ｒｏｌｌ軸１００ａ、股関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｂ、および、膝関節Ｐｉｔｃｈ軸１００ｃなどの少なくとも３つの関節１００を有し得る。以下では、上記の説明と重複する内容については説明を省略することとする。
　｛２－３－１．関節１００｝
　図６に示したように、関節１００は、一以上のアクチュエータ１１０、センサ部１１２、および、モータドライバ１１４を有する。
　｛２－３－２．モータドライバ１１４｝
　モータドライバ１１４は、後述する、制御部１５０の制御に従って、該当の関節１００内の一以上のアクチュエータ１１０の各々の動作を制御する。例えば、本体部２０から受信済みの同期信号が示す第１のタイミング列に含まれるタイミングごとに、モータドライバ１１４は、制御部１５０から受信される、当該タイミングにおけるトルク指令値に対応するトルクを当該一以上のアクチュエータ１１０の全てまたは一部に出力させる。
　また、モータドライバ１１４は、後述する、センサ部１１２によるセンシング結果を制御部１５０へ送信する。例えば、当該同期信号が示す第１のタイミング列に含まれるタイミングごとに、モータドライバ１１４は、まず、当該タイミングにおいてセンサ部１１２によりセンシングされた結果（例えば、該当の関節１００内の一以上のアクチュエータ１１０の各々の角度情報など）をセンサ部１１２から逐次取得し、そして、取得されたセンシング結果を制御部１５０へ逐次送信する。
　｛２－３－３．アクチュエータ１１０｝
　アクチュエータ１１０は、エネルギー供給ポートから供給されるエネルギー（電力など）と、モータドライバ１１４から伝達される制御信号とに基づいて動力を発生させる。例えば、該当の脚ユニット１０に含まれる全てのアクチュエータ１１０は、モータを含み得る。但し、本実施形態はかかる例に限定されず、該当の脚ユニット１０に含まれる一以上のアクチュエータ１１０は、例えば、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ、または、ラバーアクチュエータなどであってもよい。
　｛２－３－４．センサ部１１２｝
　センサ部１１２は、該当の関節１００内の一以上のアクチュエータ１１０の各々に関して各種のセンシングを行う。例えば、センサ部１１２は、角度センサ、加速度センサ、および、トルクセンサを含む。センサ部１１２は、該当の関節１００内の各アクチュエータ１１０の回転角度をセンシングし得る。さらに、センサ部１１２は、該当の関節１００内の各アクチュエータ１１０の速度、電流値、および、出力トルクなどをセンシングしてもよい。
　｛２－３－５．センサ部１６２｝
　センサ部１６２は、該当の脚ユニット１０の状態に関して各種のセンシングを行う。例えば、センサ部１６２は、接触センサや圧力センサなどを含む。センサ部１６２は、脚ユニット１０の先端（足先１０２など）における他の物体との接触の有無や、当該先端において他の物体から受ける力の大きさなどをセンシングし得る。
　｛２－３－６．制御部１５０｝
　制御部１５０は、脚ユニット１０の動作を統括的に制御する。
　（２－３－６－１．自己の位置姿勢情報の送信制御）
　例えば、本体部２０からの同期信号の受信後に、制御部１５０は、当該同期信号が示す第２のタイミング列に含まれるタイミングごとに、当該タイミングにおける当該複数の関節１００の各々のセンシング結果に基づいた、当該タイミングにおける自己の位置姿勢情報を本体部２０へ通信部１６０に逐次送信させることが可能である。一例として、当該第２のタイミング列に含まれるタイミングごとに、制御部１５０は、当該複数の関節１００の各々の当該タイミングにおけるセンサ部１１２によるセンシング結果と、当該タイミングにおけるセンサ部１６２によるセンシング結果とに基づいて、当該タイミングにおける自己の位置姿勢情報を特定し、そして、特定された位置姿勢情報を本体部２０へ通信部１６０に逐次送信させる。
　例えば、当該同期信号が示す第２のタイミング列に含まれる各タイミングに達する度に、制御部１５０は、まず、当該タイミングにおける各関節１００内のセンサ部１１２による、当該関節１００の姿勢に関するセンシング結果（例えば、当該関節１００内の個々のアクチュエータ１１０の角度情報など）を各センサ部１１２から取得し、そして、当該タイミングにおけるセンサ部１６２によるセンシング結果をセンサ部１６２から取得する。次に、制御部１５０は、これらのセンシング結果と、公知の運動学のアルゴリズムとに基づいて、当該タイミングにおける当該脚ユニット１０の位置および姿勢（つまり、該当の脚ユニット１０の位置および姿勢）を特定（計算）する。例えば、制御部１５０は、当該タイミングにおける当該脚ユニット１０の重心の位置座標、および／または、当該タイミングにおける特定の部位（例えば足先１０２など）の位置情報を、当該タイミングにおける当該脚ユニット１０の位置として特定する。そして、制御部１５０は、特定された当該脚ユニット１０の位置および姿勢を示す位置姿勢情報を本体部２０へ通信部１６０に送信させる。
　なお、当該脚ユニット１０の位置姿勢情報は、当該タイミングにおける当該脚ユニット１０の位置および姿勢以外の種類の情報をさらに含んでもよい。例えば、当該脚ユニット１０の位置姿勢情報は、当該タイミングにおいて当該脚ユニット１０が環境から受けた力の大きさの計測結果および力の方向の計測結果などをさらに含んでもよい。追加的に、または、代替的に、当該脚ユニット１０の位置姿勢情報は、当該タイミングにおける、当該脚ユニット１０内の個々のアクチュエータ１１０の角度、速度、電流値、および／または、トルクの計測結果をさらに含んでもよい。
　（２－３－６－２．各アクチュエータ１１０の制御）
　また、（当該脚ユニット１０に対応する）動作指示情報が本体部２０から受信される度に、制御部１５０は、当該動作指示情報と、受信済みの同期信号とに基づいて、当該動作指示情報に対応するタイミングにおける当該複数の関節１００の各々の動作を逐次制御する。例えば、動作指示情報が本体部２０から受信される度に、制御部１５０は、当該同期信号が示す第２のタイミング列に含まれる複数のタイミングのうちの、当該新たに受信された動作指示情報に対応するタイミングにおいて、当該複数の関節１００の各々に含まれる個々のアクチュエータ１１０の動作を、当該動作指示情報に基づいて逐次制御する。ここで、当該動作指示情報に対応するタイミングは、例えば、受信済みの同期信号が示す第２のタイミング列に含まれる複数のタイミングのうちの、当該動作指示情報の累積の受信回数に対応する順番（例えば、当該動作指示情報の累積の受信回数と同じ順番など）のタイミングであり得る。
　例えば、動作指示情報が本体部２０から受信される度に、制御部１５０は、まず、当該動作指示情報に対応するタイミングにおいて、当該脚ユニット１０内の全ての関節１００の各々が発揮すべき力に関する指令値（以下、「各関節１００の運動指令値」と称する場合がある）を、当該動作指示情報が示す当該脚ユニット１０の運動指令値に基づいて計算する。次に、制御部１５０は、当該脚ユニット１０内の全ての関節１００の各々に関して、計算された当該関節１００の運動指令値に基づいて力制御演算を行うことにより、当該動作指示情報に対応するタイミングにおいて当該関節１００が出力すべきトルクの出力指令値を計算する。そして、制御部１５０は、当該脚ユニット１０内の全ての関節１００の各々に関して、計算された当該アクチュエータ１１０のトルク出力指令値に対応するトルクを当該関節１００内のアクチュエータ１１０に出力させるように、当該関節１００内のモータドライバ１１４へ指示情報を送信する。なお、当該指示情報は、当該関節１００内の各アクチュエータ１１０のトルク出力指令値を含んでもよい。
　｛２－３－７．通信部１６０｝
　通信部１６０は、本体部２０と情報の送受信を行う。例えば、通信部１６０は、同期信号、および、動作指示情報を本体部２０から受信する。また、通信部１６０は、上記の第２のタイミング列が示す直近のタイミングにおけるセンシング結果に基づいて特定された、当該直近のタイミングにおける該当の脚ユニット１０の位置姿勢情報を、制御部１５０の制御に従って本体部２０へ送信する。さらに、通信部１６０は、他の脚ユニット１０と情報の送受信を行うことも可能である。
　｛２－３－８．記憶部１６４｝
　記憶部１６４は、例えばＲＡＭやＲＯＭなどのメモリやＨＤＤなどの記憶装置を含んで構成され得る。記憶部１６４は、各種のデータや各種のアプリケーションを記憶する。例えば、記憶部１６４は、該当の脚ユニット１０の固有情報（例えば、脚ユニット１０のマスプロパティ、脚ユニット１０が有する個々のリンクの長さ、脚ユニット１０の可動範囲、脚ユニット１０が出力可能な最大速度、および、脚ユニット１０が出力可能な最大トルク値など）を記憶する。これにより、例えば制御部１５０が各関節１００の力制御演算を行う際に、制御部１５０は、該当の脚ユニット１０の固有情報を記憶部１６４から読み出すことにより、使用することができる。従って、脚ユニット１０は、該当の脚ユニット１０の固有情報を本体部２０から受信することが不要になるので、脚ユニット１０と本体部２０とがリアルタイムに送受信する情報量が抑制され得る。
　｛２－３－９．変形例｝
　本実施形態に係る脚ユニット１０の機能構成は、前述した例に限定されない。例えば、前述した各関節１００内のモータドライバ１１４の機能の全部または一部を、制御部１５０が有してもよい。この場合、各関節１００内にモータドライバ１１４は必ずしも配置されなくてもよい。
　別の変形例として、前述した制御部１５０の機能の一部を、各関節１００内のモータドライバ１１４がそれぞれ有してもよい。例えば、上記の説明では、制御部１５０が、本体部２０から受信された動作指示情報と同期信号とに基づいて、当該動作指示情報に対応するタイミングにおける当該複数の関節１００の各々の動作を制御する例について説明したが、本実施形態はかかる例に限定されない。制御部１５０の代わりに、各関節１００内のモータドライバ１１４が、当該動作指示情報と当該同期信号とに基づいて、当該動作指示情報に対応するタイミングにおける、当該関節１００内の個々のアクチュエータ１１０の動作を直接制御してもよい。
　＜２－４．処理の流れ＞
　以上、脚ユニット１０の機能構成について説明した。次に、本実施形態に係る処理の流れについて、「２－４－１．本体部２０の処理の流れ」および「２－４－２．脚ユニット１０の処理の流れ」において説明する。
　｛２－４－１．本体部２０の処理の流れ｝
　まず、本実施形態に係る「本体部２０の処理の流れ」について、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る本体部２０の処理の流れを示したフローチャートである。
　図７に示したように、まず、例えばロボット２の起動時などに、本体部２０の制御部２００は、例えば本体部２０に実装されている各種の機能（アプリケーションなど）に関する初期設定を行う（Ｓ１０１）。
　その後、通信部２０２は、制御部２００の制御に従って、同期信号を４つの脚ユニット１０の各々へ送信する（Ｓ１０３）。
　続いて、制御部２００は、当該同期信号が示す第２のタイミング列（つまり、ロボット２全体の運動をつかさどるタイミング列）に含まれる複数のタイミングのうちの、前回のタイミングの次のタイミングに現在時刻が達したか否かを判定する。なお、初回に関しては、制御部２００は、当該第２のタイミング列に含まれる一番目のタイミングに現在時刻が達したか否かを判定する（Ｓ１０５）。該当のタイミング（以下、「Ｉ番目のタイミング」とも称する）に現在時刻が達していない間は（Ｓ１０５：Ｎｏ）、制御部２００は、再びＳ１０５の処理を繰り返す。
　一方、Ｉ番目のタイミングに現在時刻が達した際には（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、本体部２０は、４つの脚ユニット１０の各々から、Ｉ番目のタイミングにおける当該脚ユニット１０の位置姿勢情報を受信する（Ｓ１０７）。
　その後、本体部２０の制御部２００は、受信された、Ｉ番目のタイミングにおける４つの脚ユニット１０の各々の位置姿勢情報と、公知の運動学のアルゴリズムとに基づいて、Ｉ番目のタイミングにおけるロボット２の胴体の位置および姿勢を計算する（Ｓ１０９）。
　続いて、制御部２００は、当該第２のタイミング列が示すＩ＋１番目のタイミングに対応するロボット２の運動目的と、Ｓ１０９で特定されたロボット２の位置姿勢情報と、公知の逆運動学のアルゴリズムと、公知の逆動力学のアルゴリズムとに基づいて、Ｉ＋１番目のタイミングにおいてロボット２が環境に対して発揮すべき力の大きさ（目標の力の大きさ）および力の方向（目標の力の方向）を計算する（Ｓ１１１）。
　続いて、制御部２００は、ロボット２の目標の力の大きさ、および、目標の力の方向を脚ユニット１０ごとにそれぞれ分解することにより、Ｉ＋１番目のタイミングにおいて、４つの脚ユニット１０の各々が発揮すべき力に関する指令値（つまり、各脚ユニット１０の運動指令値）を計算する（Ｓ１１３）。
　続いて、通信部２０２は、４つの脚ユニット１０の各々に関して、当該脚ユニット１０の運動指令値を含む、Ｉ＋１番目のタイミングにおける動作指示情報を、制御部２００の制御に従って当該脚ユニット１０へ送信する（Ｓ１１５）。その後、制御部２００は、再びＳ１０５以降の処理を繰り返す。
　（２－４－１－１．変形例）
　本実施形態に係る「本体部２０の処理の流れ」は、前述した例に限定されない。例えば、図７に示したＳ１０５とＳ１０７とは、時系列的に実行される代わりに、並列的に実行されてもよい。
　｛２－４－２．脚ユニット１０の処理の流れ｝
　次に、本実施形態に係る「脚ユニット１０の処理の流れ」について、図８および図９を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る脚ユニット１０の処理の流れの一部を示したフローチャートである。なお、４つの脚ユニット１０の各々の処理の流れは全て同様であり得る。以下では、説明の便宜上、一つの脚ユニット１０の処理の流れについて説明することとする。
　図８に示したように、例えばロボット２の起動時などに、脚ユニット１０の制御部１５０は、まず、例えば脚ユニット１０に実装されている各種の機能（アプリケーションなど）に関する初期設定を行う（Ｓ２０１）。
　その後、脚ユニット１０は、同期信号を本体部２０から受信する（Ｓ２０３）。
　続いて、脚ユニット１０の制御部１５０は、当該同期信号が示す第２のタイミング列（つまり、ロボット２全体の運動をつかさどるタイミング列）に含まれる複数のタイミングのうちの、前回のタイミングの次のタイミングに現在時刻が達したか否かを判定する。なお、初回に関しては、制御部１５０は、当該第２のタイミング列に含まれる一番目のタイミングに現在時刻が達したか否かを判定する（Ｓ２０５）。
　該当のタイミング（以下、「Ｉ番目のタイミング」とも称する）に現在時刻が達していない場合は（Ｓ２０５：Ｎｏ）、次に、制御部１５０は、当該同期信号が示す第１のタイミング列（つまり、各脚ユニット１０の運動をつかさどるタイミング列）に含まれる複数のタイミングのうちの、前回のタイミングの次のタイミングに現在時刻が達したか否かを判定する。なお、初回に関しては、制御部１５０は、当該第１のタイミング列に含まれる一番目のタイミングに現在時刻が達したか否かを判定する（Ｓ２０７）。該当のタイミング（以下、「Ｊ番目のタイミング」とも称する）に現在時刻が達していない間は（Ｓ２０７：Ｎｏ）、制御部１５０は、再びＳ２０５以降の処理を繰り返す。
　一方、Ｊ番目のタイミングに現在時刻が達した際は（Ｓ２０７：Ｙｅｓ）、脚ユニット１０に含まれる各関節１００内のセンサ部１１２は、例えば、当該関節１００内の個々のアクチュエータ１１０の角度などをセンシングする。そして、制御部１５０は、各関節１００内のセンサ部１１２によるセンシング結果を各センサ部１１２から取得する（Ｓ２０９）。
　続いて、制御部１５０は、脚ユニット１０内の全ての関節１００の各々に関して、Ｓ２０９で取得されたセンシング結果（例えば、当該関節１００内の個々のアクチュエータ１１０の角度情報など）に基づいて力制御演算を行う。例えば、後述するＳ２２７が少なくとも一回実行済みである場合には、制御部１５０は、直近のＳ２２７で計算された各関節１００の運動指令値と、Ｓ２０９で取得されたセンシング結果とに基づいて、当該脚ユニット１０内の全ての関節１００の各々に関して力制御演算を行う（Ｓ２１１）。
　続いて、制御部１５０は、脚ユニット１０内の全ての関節１００の各々に関して、当該関節１００が出力すべきトルクの出力指令値を、Ｓ２１１における演算結果に基づいて計算する（Ｓ２１３）。
　続いて、制御部１５０は、脚ユニット１０内の全ての関節１００の各々に関して、Ｓ２１３で計算された当該関節１００のトルク出力指令値に対応するトルクを当該関節１００内のアクチュエータ１１０に出力させるように、当該アクチュエータ１１０を制御する（Ｓ２１５）。その後、制御部１５０は、再びＳ２０５以降の処理を繰り返す。
　一方、Ｓ２０５において、該当のタイミング（つまり、Ｉ番目のタイミング）に現在時刻が達した際は（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）、脚ユニット１０は、上記のＳ２０９と同様の処理を行う（Ｓ２１７）。
　ここで、図９を参照して、Ｓ２１７の後の処理の流れについて説明する。図９に示したように、Ｓ２１７の後、制御部１５０は、Ｓ２１７で取得されたＩ番目のタイミングにおけるセンシング結果（例えば、当該複数の関節１００の各々に含まれる個々のアクチュエータ１１０の角度情報など）と、公知の運動学のアルゴリズムとに基づいて、Ｉ番目のタイミングにおける当該脚ユニット１０の位置および姿勢を特定（計算）する（Ｓ２２１）。
　続いて、制御部１５０は、Ｓ２２１で特定された、Ｉ番目のタイミングにおける当該脚ユニット１０の位置および姿勢を示す位置姿勢情報を本体部２０へ通信部１６０に送信させる（Ｓ２２３）。
　その後、脚ユニット１０は、Ｉ＋１番目のタイミングに対応する動作指示情報を本体部２０から受信する（Ｓ２２５）。
　そして、制御部１５０は、Ｓ２２５で受信された動作指示情報が示す当該脚ユニット１０自体の運動指令値に基づいて、Ｉ＋１番目のタイミングにおける、脚ユニット１０内の全ての関節１００の各々が発揮すべき力に関する指令値（つまり、各関節１００の運動指令値）を計算する（Ｓ２２７）。
　その後、脚ユニット１０は、上記のＳ２１１以降の処理を行う。なお、上記のＳ２２１～Ｓ２２７の処理は、第２の周期ごとに繰り返し実行され得る。
　＜２－５．効果＞
　｛２－５－１．効果１｝
　以上説明したように、本実施形態に係る脚ユニット１０は、第２のタイミング列に含まれる複数のタイミングのうちの、直近のタイミングにおける当該複数の関節１００の各々のセンシング結果に基づいた、当該タイミングにおける当該脚ユニット１０の位置姿勢情報を本体部２０へ送信し、当該タイミングにおける脚ユニット１０の位置姿勢情報に基づいた、当該タイミングの次のタイミングにおける当該脚ユニット１０の動作指示情報を本体部２０から受信し、そして、当該動作指示情報に基づいて、当該複数の関節１００の各々の動作を制御する。このため、個々の関節１００の動作を制御する際の本体部２０の処理負荷を軽減することができる。
　例えば、本体部２０は、本開示の比較例のようにアクチュエータ１１０単位ではなく、脚ユニット１０単位で、各脚の動きを制御し得る。そして、脚ユニット１０の制御部１５０は、該当の脚ユニット１０に含まれる全ての関節１００の各々に含まれる個々のアクチュエータ１１０の動作を制御可能である。このように、本実施形態によれば、個々の脚ユニット１０が有する複数の関節１００の各々の動作を、本体部２０と当該脚ユニット１０とで分散制御することができる。例えば、本体部２０は、当該次のタイミングにおける各脚ユニット１０の足先１０２の目標の位置情報を（当該動作指示情報として）指定するだけで、各脚ユニット１０に含まれる個々の関節１００の、当該次のタイミングにおける目標の角度を各脚ユニット１０に演算させることができる。従って、本体部２０の演算負荷を軽減することができる。
　｛２－５－２．効果２｝
　また、各脚ユニット１０は、本体部２０から動作指示情報が受信される度に、当該同期信号が示す第２のタイミング列に含まれる複数のタイミングのうちの、当該新たに受信された動作指示情報に対応するタイミングにおいて、当該脚ユニット１０内の複数の関節１００の各々が有する個々のアクチュエータ１１０の動作を当該動作指示情報に基づいて逐次制御し得る。このように同期信号が用いられることにより、各脚ユニット１０間で、例えば個々のアクチュエータ１１０によるトルク出力などの動作のタイミングを同期させることができる。このため、例えば、ロボット２の胴体（本体部２０）を水平に保ちながら前後左右に胴体を動かそうとする場面では、４つの脚ユニット１０間でタイミングずれが生じない。従って、ロボット２がスムーズ、かつ、安定的に動くことが可能となる。
　なお、同期信号を用いることなく、既存のフィードバック制御だけを用いることにより、４つの脚ユニット１０の動作タイミングをできる限り一致させる方法も考えられる。具体的には、この方法では、時間ずれによる位相変動を振幅方向の制御を行うことにより、４つの脚ユニット１０間での時間ずれを一部カバー（補償）することが可能である。しかしながら、この方法では、制御ゲインを上げにくいので、本実施形態と比較して、制御性能が低くなり得る。換言すれば、本実施形態によれば、同期信号が利用されることにより、ロボット２の制御性能が向上し得る。
　｛２－５－３．効果３｝
　また、前述したように、本体部２０に対して各脚ユニット１０は取り外し可能に構成され得る。このため、例えばロボット２の稼働中に少なくとも一つの脚ユニット１０に動作不良が生じた場合には、当該少なくとも一つの脚ユニット１０の各々を、動作確認済みの別の脚ユニット１０とそれぞれ容易に交換することができる。従って、脚ユニット１０の動作不良によるロボット２の停止時間を、例えば本比較例と比べて短縮することができる。
　さらに、例えばロボット２の開発時や、個々の脚ユニット１０の不具合の解析時において、本体部２０の動作を停止することなく、脚ユニット１０単体で動作確認および修理が可能になるので、利便性が高い。さらに、ロボット２の開発時において、脚ユニット１０の組み立てと本体部２０の組み立てとを並行して行うことも可能になる。これにより、ロボット２の製造のリードタイムを、例えば本比較例と比べて短縮化できる。
　｛２－５－４．効果４｝
　また、本実施形態によれば、本体部２０から個々の脚ユニット１０への配線を、例えば電源とシリアル通信との２系統だけにすることが可能である。従って、本比較例と比べて配線作業がより容易になる。
　｛２－５－５．効果５｝
　さらに、本実施形態によれば、本体部２０と各脚ユニット１０との接続方法が統一され得る。このため、より設計の自由度が向上し得るので、ロボット２の設計時において、本比較例と比べて、脚部（脚ユニット１０）の数をより自由度高く選択することができる。
＜＜３．変形例＞＞
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　＜３－１．変形例１＞
　例えば、前述した実施形態では、ロボット２が、同期信号を用いて、各脚ユニット１０内の個々のアクチュエータ１１０の動作タイミングを同期させる例について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。例えば、同期信号の代わりに、所定のシリアル通信規約（プロトコルなど）により、各脚ユニット１０内の個々のアクチュエータ１１０の動作タイミングが同期されてもよい。
　＜３－２．変形例２＞
　別の変形例として、軸構成が７自由度シリアルリンクアームであり、かつ、例えばグリッパーやロボットハンドなどが当該シリアルリンクアームの先端部に取付けられたアームユニットが一以上、脚ユニット１０の代わりに本体部２０に取り付けられてもよい。これにより、例えば本体部２０の構成を変更することなく、一以上の物体の把持および操作が可能な把持アームユニットを有するロボット２が構成可能となる。当該アームユニットは、本開示に係る肢ユニットの一例である。
　＜３－３．変形例３＞
　別の変形例として、軸構成が７自由度シリアルリンクアームであり、かつ、例えばカメラやレーザースキャナなどが当該シリアルリンクアームの先端部に取付けられたアームユニットが一以上、脚ユニット１０の代わりに本体部２０に取り付けられてもよい。これにより、例えば本体部２０の構成を変更することなく、ロボット２の周辺環境を認識するための認識アームユニットを有するロボット２が構成可能となる。当該アームユニットは、本開示に係る肢ユニットの一例である。
　＜３－４．変形例４＞
　また、前述した各処理の流れにおける各ステップは、必ずしも記載された順序に沿って処理されなくてもよい。例えば、各ステップは、適宜順序が変更されて処理されてもよい。また、各ステップは、時系列的に処理される代わりに、一部並列的に又は個別的に処理されてもよい。また、記載されたステップのうちの一部が省略されたり、または、別のステップがさらに追加されてもよい。
　＜３－５．変形例５＞
　なお、本開示に係るロボットは、必ずしも「ロボット」と称される製品に限定されない。本開示に係るロボットは、一以上の肢ユニットおよび本体部２０を有し、かつ、電気的および／または磁気的な作用を用いて動作可能な機械（装置）あるいはその他一般的な移動体装置であればよい。例えば、当該ロボットは、乗り物、各種の産業用機械、または、玩具などであってもよい。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
　複数の関節の各々の第１のタイミングにおけるセンシング結果に基づいた、前記第１のタイミングにおける自己の位置姿勢情報を本体部へ送信部に送信させる制御部と、
　前記第１のタイミングにおける自己の位置姿勢情報に基づいた、前記第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおける動作指示情報を前記本体部から受信する受信部と、
を備え、
　前記制御部は、前記第２のタイミングにおける動作指示情報に基づいて、前記第２のタイミングにおける前記複数の関節の各々の動作を制御する、肢ユニット。
（２）
　前記受信部は、前記肢ユニットと一以上の他の肢ユニットとの間で動作のタイミングを所定の周期で同期させるための同期信号を前記本体部からさらに受信し、
　前記同期信号は、前記一以上の他の肢ユニットの各々へ前記本体部から送信される同期信号と同一であり、
　前記制御部は、さらに前記同期信号に基づいて、前記第２のタイミングにおける前記複数の関節の各々の動作を制御する、前記（１）に記載の肢ユニット。
（３）
　前記複数の関節をさらに備え、
　前記複数の関節の各々は、一以上のアクチュエータを有し、
　前記制御部は、前記第２のタイミングにおける動作指示情報と前記同期信号とに基づいて、前記第２のタイミングにおける、前記複数の関節の各々が有する前記一以上のアクチュエータの各々の動作を制御する、前記（２）に記載の肢ユニット。
（４）
　前記第１のタイミングにおける自己の位置姿勢情報は、前記第１のタイミングにおける前記複数の関節の各々のセンシング結果に基づいて特定される情報である、前記（３）に記載の肢ユニット。
（５）
　複数のタイミングを含み、かつ、隣接するタイミング間の時間が前記所定の周期である所定のタイミング列を前記同期信号は示し、
　前記第１のタイミングは、前記所定のタイミング列に含まれる前記複数のタイミングのうちのいずれかであり、
　前記第２のタイミングは、前記所定のタイミング列に含まれる前記複数のタイミングのうちの、前記第１のタイミングの次のタイミングである、前記（４）に記載の肢ユニット。
（６）
　前記制御部は、前記所定のタイミング列に含まれるタイミングごとに、当該タイミングにおける前記複数の関節の各々のセンシング結果に基づいた、当該タイミングにおける自己の位置姿勢情報を前記本体部へ前記送信部に逐次送信させ、
　動作指示情報が前記本体部から受信される度に、前記制御部は、当該新たに受信された動作指示情報に対応する、前記所定のタイミング列に含まれるいずれかのタイミングにおいて、前記複数の関節の各々が有する前記一以上のアクチュエータの各々の動作を当該動作指示情報に基づいて逐次制御する、前記（５）に記載の肢ユニット。
（７）
　前記新たに受信された動作指示情報に対応するタイミングは、前記所定のタイミング列に含まれる複数のタイミングのうちの、前記動作指示情報の累積の受信回数に対応する順番のタイミングである、前記（６）に記載の肢ユニット。
（８）
　前記第２のタイミングにおける動作指示情報は、前記第２のタイミングにおける前記肢ユニットの出力に関する指令値を含む、前記（５）～（７）のいずれか一項に記載の肢ユニット。
（９）
　前記制御部は、前記第２のタイミングにおける、前記複数の関節の各々の出力トルクに関する指令値を、前記第２のタイミングにおける動作指示情報に基づいて算出し、かつ、
　前記複数の関節の各々が有する前記一以上のアクチュエータの各々を、当該関節の出力トルクに関する指令値に基づいて制御する、前記（８）に記載の肢ユニット。
（１０）
　動作指示情報が前記本体部から受信される度に、前記制御部は、当該新たに受信された動作指示情報に対応する、前記所定のタイミング列に含まれるいずれかのタイミングにおける前記複数の関節の各々の出力トルクに関する指令値を、当該動作指示情報に基づいて逐次算出し、かつ、
　前記複数の関節の各々が有する前記一以上のアクチュエータの各々を、当該関節の出力トルクに関する指令値に基づいて逐次制御する、前記（９）に記載の肢ユニット。
（１１）
　前記第１のタイミングにおける前記複数の関節の各々のセンシング結果は、前記第１のタイミングにおける前記複数の関節の各々の姿勢のセンシング結果を含む、前記（５）～（１０）のいずれか一項に記載の肢ユニット。
（１２）
　前記制御部は、さらに、前記第１のタイミングにおける前記複数の関節の各々の姿勢のセンシング結果に基づいて、前記第１のタイミングにおける自己の位置姿勢情報を特定する、前記（１１）に記載の肢ユニット。
（１３）
　前記制御部は、前記所定のタイミング列に含まれるタイミングごとに、前記複数の関節の各々の当該タイミングにおけるセンシング結果に基づいて、当該タイミングにおける自己の位置姿勢情報を逐次特定する、前記（６）～（１２）のいずれか一項に記載の肢ユニット。
（１４）
　前記第１のタイミングにおける前記肢ユニットの位置姿勢情報と、前記一以上の他の肢ユニットの各々から前記本体部が受信した、前記第１のタイミングにおける当該他の肢ユニットの位置姿勢情報とに基づいて、前記第２のタイミングにおける動作指示情報が、前記本体部により決定される、前記（５）～（１３）のいずれか一項に記載の肢ユニット。
（１５）
　前記送信部と、
　前記複数の関節の各々の姿勢をセンシングするセンサ部とをさらに備える、前記（１１）～（１４）のいずれか一項に記載の肢ユニット。
（１６）
　複数の肢ユニット、および、本体部を備え、
　前記複数の肢ユニットの各々は、
　複数の関節と、
　当該肢ユニットが有する複数の関節の各々の第１のタイミングにおけるセンシング結果に基づいた、前記第１のタイミングにおける当該肢ユニットの位置姿勢情報を前記本体部へ送信部に送信させる制御部と、
　前記第１のタイミングにおける当該肢ユニットの位置姿勢情報に基づいた、前記第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおける当該肢ユニットの動作指示情報を前記本体部から受信する受信部と、
を有し、
　前記制御部は、前記第２のタイミングにおける当該肢ユニットの動作指示情報に基づいて、前記第２のタイミングにおける、当該肢ユニットが有する複数の関節の各々の動作を制御する、ロボット。
（１７）
　前記本体部は、前記複数の肢ユニットの各々の間で動作のタイミングを所定の周期で同期させるための同期信号を前記複数の肢ユニットの各々に送信し、
　前記複数の肢ユニットの各々に送信される同期信号は全て同一であり、
　前記複数の肢ユニットの各々が有する複数の関節の各々は、一以上のアクチュエータを有し、
　前記複数の肢ユニットの各々の前記受信部は、前記同期信号を前記本体部からさらに受信し、
　前記複数の肢ユニットの各々の前記制御部は、前記第２のタイミングにおける当該肢ユニットの動作指示情報と前記同期信号とに基づいて、前記第２のタイミングにおける、当該肢ユニットの複数の関節の各々が有する一以上のアクチュエータの各々の動作を制御する、前記（１６）に記載のロボット。
（１８）
　複数のタイミングを含み、かつ、隣接するタイミング間の時間が前記所定の周期である所定のタイミング列を前記同期信号は示し、
　前記第１のタイミングは、前記所定のタイミング列に含まれる前記複数のタイミングのうちのいずれかであり、
　前記第２のタイミングは、前記所定のタイミング列に含まれる前記複数のタイミングのうちの、前記第１のタイミングの次のタイミングである、前記（１７）に記載のロボット。
（１９）
　前記本体部は、前記複数の肢ユニットの各々から受信された前記第１のタイミングにおける当該肢ユニットの位置姿勢情報に基づいて、前記第１のタイミングにおける前記ロボットの位置姿勢情報を特定し、かつ、
　前記第１のタイミングにおける前記ロボットの位置姿勢情報と、前記第２のタイミングにおける前記ロボットの運動目的とに基づいて、前記第２のタイミングにおける前記複数の肢ユニットの各々の動作指示情報を決定する、前記（１８）に記載のロボット。
（２０）
　前記複数の肢ユニットの各々の前記制御部は、前記所定のタイミング列に含まれるタイミングごとに、前記複数の関節の各々の当該タイミングにおけるセンシング結果に基づいた当該タイミングにおける当該肢ユニットの位置姿勢情報を前記本体部へ前記送信部に逐次送信させ、
　前記複数の肢ユニットの各々の前記制御部は、前記動作指示情報が前記本体部から受信される度に、当該新たに受信された動作指示情報に対応する、前記所定のタイミング列に含まれるいずれかのタイミングにおいて、当該肢ユニットの複数の関節の各々が有する前記一以上のアクチュエータの各々の動作を当該動作指示情報に基づいて逐次制御する、前記（１８）または（１９）に記載のロボット。
２、９０　ロボット
１０　脚ユニット
２０　本体部
１００　関節
１０２　足先
１１０　アクチュエータ
１１２、１６２、２０４　センサ部
１１４　モータドライバ
１５０、２００、９０４　制御部
１６０、２０２　通信部
１６４、２０６　記憶部
９００　胴体部
９０２　脚部

Claims (20)

  1. 　複数の関節の各々の第１のタイミングにおけるセンシング結果に基づいた、前記第１のタイミングにおける自己の位置姿勢情報を本体部へ送信部に送信させる制御部と、
    　前記第１のタイミングにおける自己の位置姿勢情報に基づいた、前記第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおける動作指示情報を前記本体部から受信する受信部と、
    を備え、
    　前記制御部は、前記第２のタイミングにおける動作指示情報に基づいて、前記第２のタイミングにおける前記複数の関節の各々の動作を制御する、肢ユニット。
  2. 　前記受信部は、前記肢ユニットと一以上の他の肢ユニットとの間で動作のタイミングを所定の周期で同期させるための同期信号を前記本体部からさらに受信し、
    　前記同期信号は、前記一以上の他の肢ユニットの各々へ前記本体部から送信される同期信号と同一であり、
    　前記制御部は、さらに前記同期信号に基づいて、前記第２のタイミングにおける前記複数の関節の各々の動作を制御する、請求項１に記載の肢ユニット。
  3. 　前記複数の関節をさらに備え、
    　前記複数の関節の各々は、一以上のアクチュエータを有し、
    　前記制御部は、前記第２のタイミングにおける動作指示情報と前記同期信号とに基づいて、前記第２のタイミングにおける、前記複数の関節の各々が有する前記一以上のアクチュエータの各々の動作を制御する、請求項２に記載の肢ユニット。
  4. 　前記第１のタイミングにおける自己の位置姿勢情報は、前記第１のタイミングにおける前記複数の関節の各々のセンシング結果に基づいて特定される情報である、請求項３に記載の肢ユニット。
  5. 　複数のタイミングを含み、かつ、隣接するタイミング間の時間が前記所定の周期である所定のタイミング列を前記同期信号は示し、
    　前記第１のタイミングは、前記所定のタイミング列に含まれる前記複数のタイミングのうちのいずれかであり、
    　前記第２のタイミングは、前記所定のタイミング列に含まれる前記複数のタイミングのうちの、前記第１のタイミングの次のタイミングである、請求項４に記載の肢ユニット。
  6. 　前記制御部は、前記所定のタイミング列に含まれるタイミングごとに、当該タイミングにおける前記複数の関節の各々のセンシング結果に基づいた、当該タイミングにおける自己の位置姿勢情報を前記本体部へ前記送信部に逐次送信させ、
    　動作指示情報が前記本体部から受信される度に、前記制御部は、当該新たに受信された動作指示情報に対応する、前記所定のタイミング列に含まれるいずれかのタイミングにおいて、前記複数の関節の各々が有する前記一以上のアクチュエータの各々の動作を当該動作指示情報に基づいて逐次制御する、請求項５に記載の肢ユニット。
  7. 　前記新たに受信された動作指示情報に対応するタイミングは、前記所定のタイミング列に含まれる複数のタイミングのうちの、前記動作指示情報の累積の受信回数に対応する順番のタイミングである、請求項６に記載の肢ユニット。
  8. 　前記第２のタイミングにおける動作指示情報は、前記第２のタイミングにおける前記肢ユニットの出力に関する指令値を含む、請求項５に記載の肢ユニット。
  9. 　前記制御部は、前記第２のタイミングにおける、前記複数の関節の各々の出力トルクに関する指令値を、前記第２のタイミングにおける動作指示情報に基づいて算出し、かつ、
    　前記複数の関節の各々が有する前記一以上のアクチュエータの各々を、当該関節の出力トルクに関する指令値に基づいて制御する、請求項８に記載の肢ユニット。
  10. 　動作指示情報が前記本体部から受信される度に、前記制御部は、当該新たに受信された動作指示情報に対応する、前記所定のタイミング列に含まれるいずれかのタイミングにおける前記複数の関節の各々の出力トルクに関する指令値を、当該動作指示情報に基づいて逐次算出し、かつ、
    　前記複数の関節の各々が有する前記一以上のアクチュエータの各々を、当該関節の出力トルクに関する指令値に基づいて逐次制御する、請求項９に記載の肢ユニット。
  11. 　前記第１のタイミングにおける前記複数の関節の各々のセンシング結果は、前記第１のタイミングにおける前記複数の関節の各々の姿勢のセンシング結果を含む、請求項５に記載の肢ユニット。
  12. 　前記制御部は、さらに、前記第１のタイミングにおける前記複数の関節の各々の姿勢のセンシング結果に基づいて、前記第１のタイミングにおける自己の位置姿勢情報を特定する、請求項１１に記載の肢ユニット。
  13. 　前記制御部は、前記所定のタイミング列に含まれるタイミングごとに、前記複数の関節の各々の当該タイミングにおけるセンシング結果に基づいて、当該タイミングにおける自己の位置姿勢情報を逐次特定する、請求項６に記載の肢ユニット。
  14. 　前記第１のタイミングにおける前記肢ユニットの位置姿勢情報と、前記一以上の他の肢ユニットの各々から前記本体部が受信した、前記第１のタイミングにおける当該他の肢ユニットの位置姿勢情報とに基づいて、前記第２のタイミングにおける動作指示情報が、前記本体部により決定される、請求項５に記載の肢ユニット。
  15. 　前記送信部と、
    　前記複数の関節の各々の姿勢をセンシングするセンサ部とをさらに備える、請求項１１に記載の肢ユニット。
  16. 　複数の肢ユニット、および、本体部を備え、
    　前記複数の肢ユニットの各々は、
    　複数の関節と、
    　当該肢ユニットが有する複数の関節の各々の第１のタイミングにおけるセンシング結果に基づいた、前記第１のタイミングにおける当該肢ユニットの位置姿勢情報を前記本体部へ送信部に送信させる制御部と、
    　前記第１のタイミングにおける当該肢ユニットの位置姿勢情報に基づいた、前記第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおける当該肢ユニットの動作指示情報を前記本体部から受信する受信部と、
    を有し、
    　前記制御部は、前記第２のタイミングにおける当該肢ユニットの動作指示情報に基づいて、前記第２のタイミングにおける、当該肢ユニットが有する複数の関節の各々の動作を制御する、ロボット。
  17. 　前記本体部は、前記複数の肢ユニットの各々の間で動作のタイミングを所定の周期で同期させるための同期信号を前記複数の肢ユニットの各々に送信し、
    　前記複数の肢ユニットの各々に送信される同期信号は全て同一であり、
    　前記複数の肢ユニットの各々が有する複数の関節の各々は、一以上のアクチュエータを有し、
    　前記複数の肢ユニットの各々の前記受信部は、前記同期信号を前記本体部からさらに受信し、
    　前記複数の肢ユニットの各々の前記制御部は、前記第２のタイミングにおける当該肢ユニットの動作指示情報と前記同期信号とに基づいて、前記第２のタイミングにおける、当該肢ユニットの複数の関節の各々が有する一以上のアクチュエータの各々の動作を制御する、請求項１６に記載のロボット。
  18. 　複数のタイミングを含み、かつ、隣接するタイミング間の時間が前記所定の周期である所定のタイミング列を前記同期信号は示し、
    　前記第１のタイミングは、前記所定のタイミング列に含まれる前記複数のタイミングのうちのいずれかであり、
    　前記第２のタイミングは、前記所定のタイミング列に含まれる前記複数のタイミングのうちの、前記第１のタイミングの次のタイミングである、請求項１７に記載のロボット。
  19. 　前記本体部は、前記複数の肢ユニットの各々から受信された前記第１のタイミングにおける当該肢ユニットの位置姿勢情報に基づいて、前記第１のタイミングにおける前記ロボットの位置姿勢情報を特定し、かつ、
    　前記第１のタイミングにおける前記ロボットの位置姿勢情報と、前記第２のタイミングにおける前記ロボットの運動目的とに基づいて、前記第２のタイミングにおける前記複数の肢ユニットの各々の動作指示情報を決定する、請求項１８に記載のロボット。
  20. 　前記複数の肢ユニットの各々の前記制御部は、前記所定のタイミング列に含まれるタイミングごとに、前記複数の関節の各々の当該タイミングにおけるセンシング結果に基づいた当該タイミングにおける当該肢ユニットの位置姿勢情報を前記本体部へ前記送信部に逐次送信させ、
    　前記複数の肢ユニットの各々の前記制御部は、前記動作指示情報が前記本体部から受信される度に、当該新たに受信された動作指示情報に対応する、前記所定のタイミング列に含まれるいずれかのタイミングにおいて、当該肢ユニットの複数の関節の各々が有する前記一以上のアクチュエータの各々の動作を当該動作指示情報に基づいて逐次制御する、請求項１８に記載のロボット。
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