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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Motor control strategy robust to time-delay and noise of sensory information in sensorimotor integration

Research Project

Project/Area Number 16H02882
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

田原 健二  九州大学, 工学研究院, 准教授 (80392033)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木野 仁  福岡工業大学, 工学部, 教授 (50293816)
松谷 祐希  熊本高等専門学校, 機械知能システム工学科, 助教 (80757120)
河村 晃宏  九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (60706555)
越智 裕章  山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 助教 (50780128)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords状態推定 / フィードバック / 力制御 / 姿勢制御 / 人工筋肉 / 多指ハンド
Outline of Annual Research Achievements

1,誘電エラストマー人工筋肉アクチュエータは,大きな力と応答速度が出せる一方,その出力幅および寿命(絶縁破壊による故障)が問題となっている.そこで,出力幅拡大および寿命の延長を目的として,複数のアクチュエータを組合せ,状況に応じて切り替え・重ね合わせを行う力制御手法を開発した.本手法により,最大力と最小力の間を広げることができ,分解能も向上した.さらに,誘電体への過電圧印可による絶縁破壊をもたらす熱について,高電圧を印加するため熱電対などのセンサを利用する事が難しく,直接温度を計測することができないため,温度センサを利用せず,電圧と電流の関係から誘電エラストマー自体の温度を実時間で推定する手法を開発し,推定温度を利用した切り替えアルゴリズムを提案した.特に,本研究課題で取り扱ってきた,センシング情報に遅れやノイズが含まれている場合について,ロバストに温度推定が行える手法を提案し,推定温度によるフィードバック制御により,動作中に不安定になりにくいロバストな力制御手法を開発した.
2,昨年度に提案していたナイロン糸人工筋肉アクチュエータの繰返し学習による位置制御手法について,既に制御則自体は概ね完成していたが,その有用性・実用性を確認することを目的として,6本の人工筋肉を組み合わせた姿勢3自由度制御モジュールを作製し,加速度センサを利用した姿勢計測を行い,それに学習制御を組み合わせることで,無音で稼働する3自由度姿勢制御システムを開発した.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018 Other

All Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] 釣糸人工筋肉アクチュエータを用いた姿勢3自由度プラットフォームの繰返し学習による軌道追従制御2019

    • Author(s)
      小野秀, 田原健二
    • Organizer
      第24回ロボティクスシンポジア
  • [Presentation] Two-types force controllers for a prismatic actuation module redundantly driven by multiple sheet-type dielectric elastomer actuators2018

    • Author(s)
      H. Kubota and K. Tahara
    • Organizer
      IEEE/ASME Int. Conf. Adv. Intell. Mech.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Trajectory tracking of a one-DOF manipulator using multiple fishing line actuators by iterative learning control2018

    • Author(s)
      S. Ono, K, Masuya, K. Takagi and K. Tahara
    • Organizer
      IEEE-RAS Int. Conf. Soft Robotics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Gray-box modeling and control of torsional fishing-line artificial muscle actuators2018

    • Author(s)
      C. Oiwa, K. Masuya, K. Tahara, T. Irisawa, M. Shioya, T. Yamauchi, E. Tanaka, K. Asaka and K. Takagi
    • Organizer
      SPIE Electroactive Polymer Actuators and Devices
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 釣糸人工筋肉アクチュエータを用いた姿勢3自由度パラレル構造プラットフォーム2018

    • Author(s)
      小野秀, 田原健
    • Organizer
      第36回日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] 誘電エラストマーアクチュエータの温度推定による力制御駆動アルゴリズム2018

    • Author(s)
      久保田洋輝,高木賢太郎,田原健二
    • Organizer
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • [Book] K. Asaka and H. Okuzaki (Eds.): Soft Actuators: Materials, Modeling, Applications, and Future Perspectives, 2nd Ed. Cahpter 26: Modeling and Control of Fishing-line/Sewing-thread Artificial Muscles (Twisted and Coiled Polymer Fibers, TCPFs)2019

    • Author(s)
      K. Takagi, N. Kamamichi, K. Masuya, K. Tahara, T. Irisawa and K. Asaka
    • Total Pages
      831
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      978-981-13-6849-3
  • [Book] T. Watanabe, K. Harada and M. Tada (Eds.): Human Inspired Dexterity in Robotic Manipulation, 1st Ed. Chapter 9: A Grasping and Manipulation Scheme That is Robust Against Time Delays of Sensing Information: An Application of a Controller Based on Finger-Thumb Opposability2018

    • Author(s)
      K. Tahara and A. Kawamura
    • Total Pages
      200
    • Publisher
      Academic Press
    • ISBN
      0-128-13385-9
  • [Remarks] 九州大学HCR研究室

    • URL

      http://www.hcr.mech.kyushu-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2019-12-27  

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