2023 Fiscal Year Research-status Report
次世代人間機械協調システムのためのサイバーフィジカル制御の創出
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21K03930
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
山田 功 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (20240012)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KAMAL MD・ABDUS・SAMAD 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (60844149)
端倉 弘太郎 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (70827485)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | サイバーフィジカル制御 / 人間機械協調システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
車いす運転時の縦方向振動の有無は車いすの運転時の快適度の目安となる.路面の凹凸により車いすの搭乗者にどのような振動が発生するかをモデル化できれば,運転者に振動を感じさせないようなパワーアシスト制御系を構築できる可能性がある.また，クッションにより，車椅子搭乗者が感じる振動が変わる．クッションの動特性を踏まえるために，11自由度の数学モデルに着目した．このような目的のもと, 車体および搭乗者からなる車いすの11自由度の数学モデルを構築した.モデルの妥当性については, 伝達関数の周波数特性および頭と骨盤の加速比に着目し, 既存の文献報告との整合性を確認した.また，より複雑なシステムの挙動を明らかにするために，状態空間法上での，システム解析を行った．これにより，従来のモデルよりも，クッションの性質による同解析が深くなった．このことにより，理論解析に関しては，だいぶ進んだものと思われる．本年度中に実車椅子を用いた実験をする予定でいましたが，これについては，共同研究者が休職中という理由で進んでおりません．これについては，来年度実施予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
提案モデルは, 車いす搭乗者およびクッションのモデル化に特徴があり,車いす搭乗者は, 頭部, 胸部, 腹部など体の部位を区別してモデル化される.車いすのクッションの剛性と減衰特性は, 市販品を再現する値を選択した.提案モデルにより, 機体パラメータが変化した場合,および路面の凹凸が激しく変化した場合に車いすの縦方向変位がどのような挙動を示すのかについて新たな知見を得ることができた．そのため，理論解析については，十分な進捗状況である．
しかしながら，共同研究者の一部が休職中であり，実験による検証が進んでいない．そのため，やや遅れていると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は，共同研究者が休職中であるという問題を補い，実験による検証を行っていく予定である．
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| Causes of Carryover |
実験を担当していた共同研究者が，休職中のため，実験のための予算を使うことができなくなった．次年度は，実験研究を代わって実施し，対応する予定である．
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[Journal Article] A State-Space Approach to Analyzing Vertical Vibration Behavior in Wheelchair-Occupant Systems with a Composite Model2024
Author(s)
P. Weerapong, M. Katahira, K. Kaewkongtham, W. Sudsomboon, C. Kaewdee, W. Pansrinual, N. T. Mai, K. Hashikura, M. A. S. Kamal, I. Murakami, and K. Yamada
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Journal Title
International Journal of Innovative Computing, Information and Control
Volume: 20
Pages: 437-460
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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