2005 Fiscal Year Annual Research Report
人間-機械協調型ロボットのための人間の行動モデル構築とシステム設計への応用
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17760217
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| Research Institution | Toyota Technological Institute |
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Principal Investigator |
早川 聡一郎 豊田工業大学, 工学部, 助手 (50288552)
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| Keywords | 人間-機械協調 / 人間行動モデル / 区分線形モデル / 階層的クラスタリング / サポートベクターマシン / ハイブリッドダイナミカルシステム |
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| Research Abstract |
本研究では人間を離散事象的な判断と連続時間系の連続的な動作が混在する系として捕らえた新しい人間の行動モデルを提案し、ハイブリッドダイナミカルシステム論的に人間のロボット操作情報や周辺環境情報から構造の把握が容易な形での人間の行動モデル構築手法の確立とそのロボット制御系設計への応用を目指している。
本年度は、まず、本研究で使用する人間の操作情報収集を行うための人間-機械協調型ロボットシステムを7自由度アーム型ロボットと単軸ロボットの2種類で構築した。次に、構築した人間-機械協調型組み立て作業ロボットシステムを用いて組み立て作業実験を複数名の被験者にて行い、人間の操作情報の収集を行った。収集した人間の操作情報を用いて、人間が組み立て作業中にどのような外部環境情報に着目して作業を行っているかの解析を行った。GMDHを用いて操作関数の同定を行い、その得られた関数の係数情報を統計的に分析し、人間が重視している外部環境情報の絞り込んだ。絞り込んだ環境情報を用いて、組み立て作業中に人が切り替えている操作モード数を階層的クラスタリング手法により解析し、その結果得られた樹形図より、人間は組み立て作業の操作中には3つの操作モードを有することを明らかにした。また、区分線形モデルを用いて各操作モードにおける人の制御モデルを同定し,各操作モードにおける人の操作戦略を明らかにした。更に、サポートベクターマシンを用いて各操作モード間の切り替え条件の導出を行い操作者の制御切り替え戦略を明らかにした。
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