Human assist control theory based on control barrier function

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02162
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21040:Control and system engineering-related
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: Nakamura Hisakazu 東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 教授 (70362837)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 悠樹 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (20549018) ; 佐藤 康之 東京電機大学, 未来科学部, 助教 (40738803)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 制御工学 / ヒューマンアシスト制御 / 制御バリア関数 / ロボット制御 / 電動車いす

Outline of Final Research Achievements

As results of the research project, we have proposed a time-varying control barrier function and a collision avoidance control method. Moreover, we have developed a novel human assist control method which can consider shapes of control objects. Furthermore, we have proposed a strict zeroing control barrier function based. With the function, we can design a human assist control method based on zeroing control barrier functions.

Free Research Field

制御工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、自動車や電動車いすなど制御対象の形状を考慮し、移動する障害物に対しても適用可能な安全アシスト制御フレームワークの構築に成功した。学術的には、従来高次元システムや人間の入力を含む時変システムに対して適用できなかった零化制御バリア関数の問題を解決した厳密零化制御バリア関数に基づく安全アシスト制御理論を構築することができた。これにより、移動体やロボットに対して数学的なフレームワークに基く安全アシスト制御を容易に設計できるようになっ。