2017 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of higher brain activation of human operator under robot motion control strategy based on dynamical interaction control between human operator and robot
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15K05915
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
積際 徹 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (90362912)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ロボット / 人間－機械協調系 / ロボットの運動制御 / マンマシンインターフェース / 高次脳機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、人間とロボットの力学的な相互作用下での協調作業において、人間－ロボット間の結合・分離状態（干渉状態）に基づいて生じる両者の動特性の干渉具合を動的に可変制御する、新しい制御概念に基づく協調制御法の創成である。人間とロボットの動特性の干渉状態を摩擦特性に基づいて実現し、人間の高次脳機能状態に関する定量評価を行うことによって提案する制御概念の有用性を示す。
人間とロボットの協調作業においては、従来からインピーダンス制御が用いられていたが、高剛性環境との接触下でシステムが不安定になる制御問題が存在していた。この問題解決のため、研究代表者らはロボットの動特性（インピーダンス特性）と人間の作業動特性を分離・結合する制御概念を考案し、動特性の干渉制御を機械的に具現化する動特性調整器の開発を行ってきたが、動特性の干渉制御がもたらす本質的な効果については解明されていなかった。
そこで本研究では、動特性の干渉制御下における人間の高次脳機能状態や筋肉の活動状態を計測し、協調作業における動特性やその干渉が及ぼす影響についての調査を行った。まず、作業中における動特性と動作特性が人間の応答や生体情報に与える影響を明らかにするため、作業対象が有する慣性および摩擦力をパラメータとして、脳・筋活動の賦活状態に及ぼす影響を明らかにする評価手法についての検討を行った。本年度（2017年度）の研究成果は、光トポグラフィ装置、筋電計測装置、三次元位置計測装置によって得られる、脳・筋活動の賦活状態ならびに人間の動作情報から、ロボットの動特性や作業対象が有する動特性との干渉状態下における人間の応答や生体情報について評価する手法を確立し、その有用性を実験的に明らかにしたことである。
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