ニューラルネットを用いたマイクロ弾性ロボットアーム制御システムの開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555071
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 佐々木 実 岐阜大学, 工学部, 助教授 (20183379)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 和彦 日本電信電話株式会社, NTT境界領域研究所, 研究員 ; 高橋 隆行 東北大学, 情報科学研究科, 講師 (70197151)
• Keywords: ニューラルネット / マイクロロボットアーム / 制御システム

Research Abstract

本研究では,マイクロロボットアーム制御システム開発のためにニューラルネットワークを用いたマイクロロボットアームの先端位置追従制御系について理論解析とその実験を行い,提案したコントローラの有効性とその妥当性について検討を行った.本研究で得られた新しい知見と成果を列記すると以下の通りである.
(1)高分子圧電素子を用いたマイクロロボットアームを試作し,その構造と動作原理より,数式モデルを導出し,数値解析と実験の両面よりマイクロロボットアームの基本動特性を明らかにした.
(2)従来型のモーメント法を用いた誤差逆伝播法のニューラルネットワークを用いた数値シミュレーションを行い,良好な結果を得たが,このコントローラをディジタルシグナルプロセッサに実装する段階で,演算処理時間が掛かりすぎる問題点が明かとなり,実装することが不可能となった.
(3)(2)の問題点を解決するために,一括修正型である「適応学習率を用いた高速逆伝播法」と「Levenberg-Marquardt法」を新規提案の「目標値補正型ニューラルネットワーク」に適用することによって,数値シミュレーション及び実験によって,その有効性を確証した.また,本制御法はアームの特性の変化にも対応可能であることを明らかにした.

Research Products

• [Publications] Minoru SASAKI: "Stability Analysis of Piezopoly-mer Flexible Micro-Actuator with a Linear Feedback Control" Proceedings of the Second International Conference on Motion and Vibration Control. 361-366 (1994)
• [Publications] Masayuki OKUGAWA,Minoru SASAKI: "Optimal Force Tracking Control of a Piezoelectric High-Polymer Actuator" Proceedings of the 5th International Conference on Adaptive Structures. (1994)
• [Publications] Minoru SASAKI,Yijing Zhu: "Piezopolymer Flexible Micro-Actuator with Multi-Degrees of Freedom" Proceedings of the 5th International Conference on Adaptive Structures. (1994)
• [Publications] 佐々木 実: "縦型フレキシブルマイクロアクチュエータの線形フィードバック制御に関する安定性の解析" 第6回電磁力関連のダイナミックスシンポジウム講演論文集. No.940-26. 443-446 (1994)