人-人協調手動制御系における操作者の自己整形特性の解析に基づく対人協調制御

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19560253
• Research Institution: Tokyo University of Technology
• Principal Investigator: 松尾 芳樹 Tokyo University of Technology, コンビュータサイエンス学部, 教授 (90173806)
• Keywords: 制御工学 / 対人協調制御 / 人-人協調作業実験 / 手動制御系 / 予測表示 / 非線形操作ゲイン / 2者協調操縦実験 / 移動ロボット

Research Abstract

今年度は最終年度として今後の研究展開で有効と思われる新しい作業実験について検討した.まず,手動制御系の操作系の効果を改善する手法として予測表示と非線形操作器ゲインに注目し.基礎的な実験を実施した.前者は,ビーム上に球を転がし,傾斜によって変位を制御する「ボール&ビームタスク」を採用した.その結果,ボールの位置偏差に加えて,0.5～2.0秒後の位置,速度を予測して画面上に表示することにより,通常では連続的な操作で偏差0を保つ安定化はできないとされている3重積分特性の制御対象でも安定化できることが示せた.非線形操作器ゲインについては,差動2輪型移動体を初期位置から目標位置まで移動させる操縦を取り上げた.操作入力が大きくなる移動モードでは操作ゲインを大きくし,微調整のために操作量が小さくなる位置決めモードでは操作ゲインを小さくする非線形ゲイン特性によって作業時間・精度とも向上できた.さらに,より具体的な協調作業の例として,2名の人が1台の移動体を協調操縦する例題を取り上げ,実験を行なった.2台のレバー式操作器によって左右の車輪の速度を制御する差動型と,旋回,進行方向の速度を制御する操舵型の2種類を採用し,複数の被験者による複数のペアで大きく挙動が変わることを確認し,例題実験としての有効性を示した.