人に「寄り添う」制御の理論体系の構築：非線形制御とあいまいさに基づくアプローチ
| Project/Area Number |
20K14767
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 21040:Control and system engineering-related
|
|---|
| Research Institution | Toyama Prefectural University |
|---|
Principal Investigator |
大倉 裕貴 富山県立大学, 工学部, 講師 (20842777)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
|
|---|
| Keywords | システム制御 / 非線形制御 / 人間機械系 / 協調運搬システム / システム制御理論 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
人に「寄り添う」制御技術実現のための理論体系の構築を目指す．特に人が行う意思決定や動作の非線形性やあいまいさに焦点を当て，その「あいまいさ」を許容して活用することが可能な人－機械システムの非線形制御系設計の理論を確立することを目標とする．人が直接操作する量の情報に加え，その人の周囲を取り巻く環境の情報をセンシングして統合を図るモデルによって人に寄り添う制御系の構築を行い，その理論的な性質を明らかにする．得られた理論体系は，来る Society5.0 や超スマート社会での人と機械・システムが高度に共存しあえる世界の実践・実現に向けた基盤技術として極めて創造的で意義深いものであると期待される．
|
| Outline of Annual Research Achievements |
人が行う意思決定は，機械システム側から見ると，あいまいで非線形性を有している．それによって引き起こされる現象が，人にとっての不快感や作業結果としての不利益などにつながり，人―機械協働のための制御系の設計を難しくしている．そこで，システムの効率性などの性能だけでなく，人が感じる快適さなどの価値も取り入れた制御，すなわち人に寄り添う制御の理論体系の構築を目指すことを，本研究の目的としていた．そのために，(1)制御モデルの構築，(2)モデルの統合と理論的な解析，(3)協働ロボットを用いた検証，これらの3つの内容を遂行していく計画であった．
これまでの研究期間で，主に(1)の制御モデルの構築と(2)モデルの統合と理論的な解析に関して検討を進めた．人が直接操作する量の情報に加え，その人の周囲を取り巻く環境の情報をセンシングして統合を図るモデルによって人に寄り添う制御系の構築をするために，最適制御に基づく人や機械などの多エージェントによる協調制御や，外乱オブザーバーなどを援用したアシスト制御などの枠組みについて検討を行なった．この結果について，人と機械システムによる協調搬送を例に考え，数値計算によるシミュレーションで，検討した制御方法に関しての有用性を検証した．一定の効果が示唆された．また，仮想拘束を利用した制御手法についても検討し，環境場面に応じた制御方策の変更によって，スムーズな人と機械の協働の可能性について，シミュレーションによって検証を進めた．(3)協働ロボットを用いた検証についても，実験装置の開発や環境の整備を行い，基礎的な検討を行ったが，有効性の評価に向けて今後も継続した実験検証が望まれる．
|
Report
(4 results)
Research Products
(8 results)
