運動・行動制御の自己組織化と機能形成に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06452253
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 伊藤 宏司 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (30023310)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鄭 心知 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (10262966) ; 山北 昌毅 豊橋技術科学大学, 工学部, 講師 (30220247)
• Keywords: 運動制御 / 自己組織化 / 機能形成 / 冗長自由度 / 生体システム / 内部モデル / ロボティクス

Research Abstract

身体の巧みな運動・行動は、筋骨格系・脊髄のインピーダンス可変機構、およびそれらを操る高度な内部制御機構に支えられている.そこでは、フィードバックを主体とするサーボ制御・適応制御の上位機構として、外部環境の特性やそれらとの相互作用を自己組織的に表現した内部モデル及びそれらに基づくフィードフォワード制御機構が中心的な役割を果たしていると考えられる。本研究では、生体が長い期間を通じで獲得したこのような情緻で柔軟な運動制御機能のメカニズムを、自己組織化とそれに基づく機能形成に焦点を当て解析し、工学的に実現することを目的としている.
本年度は、運動・行動制御が内部モデルをもとに行われているとの立場から、まず運動に関連するマップ(運動マップ)を自己組織的に形成するための理論的考察を行った。
1)空間上にサンプルベクトルが与えられたとき、それらを生成しているポテンシャル場を、人工ニューラルネットにより自己組織的に生成する手法を考察した。
2)これを利用して、対象物に接触したとき得られる手先の力ベクトルから、対象物の形状パターンを自己組織的に生成する手法を導出した。
3)左右網膜空間上の手先位置から、上肢の姿勢を生成する感覚-運動マップを拡散理論をもとに構成する手法を導出した。ただし、冗長なマッピングになるので、姿勢維持トルク最小などの拘束条件を付加する必要がある。

Research Products

• [Publications] 伊藤宏司: "生体における情報処理と運動制御" 計測と制御. 33. 249-254 (1994)
• [Publications] Z.W.Luo: "Self-Orgamization of an Umiformly Distributed Visuo-Motor Mop though Controlling the Spatcal Variation" Distributed Autonomous Robotic Systems.(Springer). 279-288 (1994)