2021 Fiscal Year Annual Research Report
Control method for interface considering flexible collaboration on embodiment
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20H00616
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
宮下 朋之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20329080)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山川 宏 早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (00097263)
菅野 重樹 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00187634)
高信 英明 工学院大学, 工学部, 教授 (40308177)
Parque Victor 早稲田大学, 理工学術院, 准教授(任期付) (50745221)
三浦 智 東京工業大学, 工学院, 講師 (70724566)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | インタフェース / 制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
３つの課題について取り組みを実施し以下の実績を得た。(1)各軸方向の反力のモデル化では、人間の上肢骨格系を2リンク2自由度でモデル化し反力の知覚特性を求めた．手先位置から，手先操作力楕円を求め，そこに，ウェーバー・フェヒナーの法則を適用することによって，手先反力知覚楕円を求めた．その手先反力知覚楕円をもとに，インタフェースへの入力方向によらず，入力の大きさが等しいときに知覚する反力が一定になるように，また，入力の大きさに知覚する反力が比例するように反力を提示するプログラムを作成し、インターフェイスとロボットアームとの接続を可能とした．実証実験を準備し基礎実験より実施した。(2)AIを用いた各入力識別では、操縦者の意図を識別する手法として，機械学習としてニューラルネットワークを採用し，(1) NNを用いた入力識別の構築,(2) 身体性を取り込んだインタフェースに対し，構築したNNによる最適化を適用させたことによる遠隔操作の影響を調査した。6DOFインタフェースを用い、ドローンを操作対象として、視野外操作における学習データを多く取得し、遠隔操作における操作性が向上することを実験により確認した。(3)利き手/非利き手の協調制御の構築では、前年度に構築したVRクレーン実験の成果に基づき、ロボットアームを活用したクレーン機構を構築し、利き手/非利き手で操作可能なインタフェイスを開発し接続した。反力提示については、本研究の成果に基づき、利き手/非利き手に応じた反力提示モデルを構築し、制御モデルを最適化した。ロボットアームを活用した荷物吊上、運搬操作を想定したクレーン実機検証実験により、協調制御における操作性の向上が認められた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
物品の購入に時間を要したが、予定していた研究グループにおける成果が着実にえられ、発表論文の中には受賞を受けるにいたっているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)各軸方向の反力のモデル化では、反力提示に関する基本的な理論を構築し、実験環境を構築した。(2)AIを用いた各入力識別では、基本的な理論構築が終了し、ドローン操作において、誤入力の識別が可能であることが示され、他の操作対象・タスクにおける検証を実施する。(3)利き手/非利き手の協調制御の構築では、人間の操作特性に応じた反力モデルを構築する必要性が明らかになり理論構築を進めた。利き手と非利き手によるデータ取得を試み反力モデルを構築できることを確認しており、協調制御におけるデータ取得を試みる。
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