二足歩行ロボット
腰から下だけのロボットが片足を持ち上げると、それだけでロボットの質量の半分以上が動くことになる。したがって歩行時の重心の位置変化が激しく、安定領域の狭い制御の難しい制御系になっていた。ブルブルと振動を起こして転倒するロボットが大半だった。
また、末端重量が大きいので、遊脚を振り上げたときの反動が無視できなかった。遊脚を持ち上げてから蹴り下げ始める時に、スキーで言う抜重のような状態になり、軸足の床面との摩擦が少なくなる。摩擦が少なくなると軸足が滑り易くなる。パターン歩行にしてもZMPにしても軸足が動くというのは想定外であるし、想定したとしても検出できるセンサーがない。軸足が少しでも滑るとあっという間に転倒してしまった。重たい脚を動かすには、上半身の動作で常に動的バランスを補償する必要があった。
なお、アクチュエータの性能が良くなった現代では、上半身が無くても歩行は実現できる。
二足歩行ロボットの骨組みは制御モデルのリンク(節)に相当する。現在主流のZMPを軌範とする歩行制御を行う場合、位置制御がベースとなるため、制御モデルのリンクは完全剛体と仮定されるので、実際に製作されるロボットのフレームにも高い剛性が求められる。当然、転倒したぐらいでは歪まない強度が要求される。また精度も高いものが要求され、低い工作精度だと制御が困難になることがある。以前は軽量化のためアルミニウムが使われることがあったが、近年は剛性と加工性を重視してスチールが用いられることが多くなってきた。ちなみに産業用ロボットでも剛性を重視して鋳鋼や鋼板が用いられている。剛性だけで言えば炭素繊維強化プラスチックなどの複合素材が優れているが、加工が非常に難しいため、あまり用いられない。
軽量化のため外骨格構造が取られることが多いが、転倒時に歪みやすいので内骨格構造が採用されることもある。内骨格構造には艤装がしやすく、修理が容易というメリットもある。
身長145cm、体重77kg、全36自由度の二足歩行ロボット。2019年1月8日から2019年1月11日までアメリカ・ラスベガスで開催された「CES 2019」に出展された。
PETMAN(アメリカ合衆国・マサチューセッツ州・ミドルセックス郡・ウォルサム市,ボストン・ダイナミクス社)
アトラス(アメリカ合衆国・マサチューセッツ州・ミドルセックス郡・ウォルサム市,ボストン・ダイナミクス社)
Digit(アメリカ合衆国・オレゴン州・オレゴン州立大学,Agility robotics社):2020年度内に量産・納品を開始する予定の新型二足歩行ロボット(2019年2月26日発表)。
Gynoid
Nao(フランス ・Aldebaran Robotics社)
Romeo(フランス ・Aldebaran Robotics社、fr:Cap Digital)
ASRA C1(アスラテック)
PALRO(富士ソフト)
S-1 (SCHAFT):DARPAロボティクス・チャレンジ2013年12月予選首位通過(2015年6月本戦欠場)
Sota (ロボット)(ヴイストン,日本電信電話,NTTデータ等の共同開発)
ロボゼロ(デアゴスティーニ・ジャパン)
ロビ(デアゴスティーニ・ジャパン)
PLEN(プレンプロジェクト)
ロボホン(シャープ)
Tesla Bot(テスラボット)」
二足歩行ロボットは、以前から日本の技術の高さと独自性が内外から評価されつつも、未だ産業化とは程遠い状況である。二足歩行ロボットのような新技術の実用化には、天才による画期的な発想ではなく、失敗を繰り返しそれに学ぶ地道な改良が必要で、大規模な資本投下と足の長い開発が欠かせないことが指摘されている。