2010 Fiscal Year Annual Research Report
ハプティクス通信と人間ロボットインタラクションのための高性能バイラテラル制御系
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10F00068
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
大石 潔 長岡技術科学大学, 電気系, 教授
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ミッサンティスク チャワリット 長岡技術科学大学, 電気系, 外国人特別研究員
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| Keywords | ハプティクス / 外乱オブザーバ / バイラテラル制御 / モーションコントロール / 人間ロボットインタラクション / センサレス力制御 |
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| Research Abstract |
現在、ロボット技術は工場内の作業、産業分野、生活分野、医療福祉分野など、さまざまな分野で広く使用されている。特に、人間支援を目的として、人間と直接接触動作を行うようなモーションコントロールでは、反作用力に対する制御と柔らかな動作と安全性が必要となる。他に、人の触覚帯域幅数百をカバーする広帯域の反力センシングが求められている。そこで本研究では、実世界の触覚情報のハプティクス通信と人間ロボット協調に関する技術について考える。
代表者らはハプティクス通信と人間ロボットインタラクションのための高性能バイラテラルシステムを実現するために,その実験装置としてリニアアクチュエータに使用し,研究を行ってきた。平成22年度は、センサ統合に基づくオブザーバの高性能化を構築するために提案法カルマンフィルタベース反力外乱オブザーバのバイラテラル制御の実験を行い、新しいセンサ統合オブザーバを考案した。従来法の外乱オブザーバの帯域幅を広げるために位置センサと加速度センサを使用した。マルチセンサ情報を用いることで広帯域な加速度型外乱オブザーバを構成することができた。他に、発生させる高周波ノイズの問題を解決するため、カルマンフィルタベース反力外乱オブザーバを提案する。実験結果としては、位置応答、力応答ともにマスタとスレーブの応答が良好に追従しあっている。発生させる高周波ノイズ影響が低減されていることが分かる。バイラテラル制御の実験により提案法の有効性が確認できた。
本研究で提案した、カルマンフィルタベース反力外乱オブザーバによるバイラテラル制御はモーションコントロール分野・医療福祉分野のさらなる応用や発展が期待できる。
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