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2007 Fiscal Year Annual Research Report

拘束作業における人間らしい動作に関する制御原理の構築

Research Project

Project/Area Number 19560272
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

M・M SVININ  The Institute of Physical and Chemical Research, 運動系システム制御理論研究チーム, 研究員 (90274125)

Keywords人間機械システム / モーションプランニング / 人間らしい動作 / 拘束運動 / バーチャルリアリティ / 最適制御 / ハプティックインターフェイス
Research Abstract

本研究では動的な環境下における人間らしいリーチング運動を表現する数学モデルを構築する。運動解析に関しては,通常と異なった動的環境に対する人間の運動技能の形成を調べるため,高自由度柔軟物体の移動を伴うリーチング運動の解析を行った。実験では,任意個数の質点からなる柔軟仮想物体の運動を模擬できかつ剛性と質量を任意に指定できるよう,ファントムを用いた接触インターフェースを構成した。被験者には,初期点で静止状態にある手と物体を,目標点に移動させ,目標点では手および柔軟物体を滑らかに停止させるよう指示した。その結果,移動速度の時間変化プロファイルは,自由空間の場合に共通して見られるベル型とは異なり,本実験では質量と合成の組み合わせによっては2つの山を有する型になることが観測された。このような移動パターンを理論的に予測するために,ここでは,手の最小ジャーク移動モデルを解析的に定式化し,実験結果と合うことを確かめた。本モデルは,一つの質点だけからなる柔軟物体の場合について最近脳の計算理論の分野で提案された物体の最小クラックルモデルによる予測結果とほぼ一致する。しかし,多数の質点からなる柔軟物体の場合には明らかに異なった予測結果を与えている。この結果は,人は環境の動的な性質を考慮しつつ,手座標の空間で腕の運動計画をしていることを示唆するものである。次にリーチング運動について最適制御の観点から解析し,境界条件の役割について調べた。あるリーチング運動では,通常用いられる境界条件では実験データを十分に再現することができない。このため代わりに,重み係数を用いた形での新たな境界条件を提案した。提案した条件を用いることで,十分正確に実験データを再現することができる。

  • Research Products

    (10 results)

All 2008 2007

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Motion Planning Algorithms for a Rolling Sphere With Limited Contact Area2008

    • Author(s)
      M.Svinin and S.Hosoe
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Robotics 24(accepted)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Haptic Solutions and Bio-Mimetically Inspired Motion Planning Strategy for Rolling-Based Locomotion2008

    • Author(s)
      I. Goncharenko, M. Svinin, and Y. Kanou, and S Hosoe
    • Organizer
      IEEE 15th Symposium on Haptic Interfaces For Virtual Environment and Teleoperator Systems
    • Place of Presentation
      Reno,Nevada,USA
    • Year and Date
      20080313-14
  • [Presentation] Quantifying Gait Robustness of Passive Dynamic Robots2007

    • Author(s)
      I. Thorson, M. Svinin, S. Hosoe, F .Asano, and K.Taji
    • Organizer
      第8回システムインテグレーション部門学術講演会論文集Vol.1,pp.265-266.
    • Place of Presentation
      広島国際大学
    • Year and Date
      20071220-22
  • [Presentation] On the Dynamics and Motion Planning for a Rolling System With Variable Inertia2007

    • Author(s)
      M. Svinin and S. Hosoe
    • Organizer
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Vol.3, pp.3315-3320
    • Place of Presentation
      San Diego,USA
    • Year and Date
      20071029-1102
  • [Presentation] Skilful Motion Planning with Self-and Reinforcement Learning in Dynamic Virtual Environments2007

    • Author(s)
      I. Goncharenko, M. Svinin, and Y. Kanou, S. Hosoe
    • Organizer
      4th International Conference, "Virtual Reality and Virtual Environments, pp.237-239
    • Place of Presentation
      Athens,Greece
    • Year and Date
      20071004-05
  • [Presentation] Stability metrics,design methods,and a variable stiffness actuator foruse in passive-dynamic robots2007

    • Author(s)
      I. Thorson, M. Svinin, S. Hosoe, F. Asano, K.Taji
    • Organizer
      Dynamic Walking III:Principles and concept of legged locomotion
    • Place of Presentation
      Mariehamn,Finland
    • Year and Date
      20070624-30
  • [Presentation] Customizing applications with RAMSIS API and case study of skillfulhuman motion2007

    • Author(s)
      I. Goncharenko, M. Svinin, and Y. Kanou, S. Hosoe
    • Organizer
      2nd RAMSIS User Meeting
    • Place of Presentation
      Yokohama,Japan
    • Year and Date
      20070620-21
  • [Presentation] Modeling and Motor Learning of Reaching Movements in Virtual Environments2007

    • Author(s)
      M. Svinin, I. Goncharenko, and S .Hosoe, and Y. Kanou
    • Organizer
      IEEE/ICME International Conference on Complex Medical Engineering, Vol.2, pp.1298-1305.
    • Place of Presentation
      Beijing,China
    • Year and Date
      20070523-27
  • [Presentation] Design Considerations for a Variable Stiffness Actuator in a Robot that Walks and Runs2007

    • Author(s)
      I. Thorson, M. Svinin, S. Hosoe, F .Asano, and K. Taji
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会論文集,Paper 1P1-F01
    • Place of Presentation
      秋田拠点センター
    • Year and Date
      20070510-12
  • [Presentation] On Motion Planning for Ball-Plate Systems with Limited Contact Area2007

    • Author(s)
      M. Svinin and S. Hosoe
    • Organizer
      IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp.1820-1825.
    • Place of Presentation
      Rome,Italy
    • Year and Date
      20070410-14

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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