2017 Fiscal Year Annual Research Report
A Study of Coordinated Control Model Based on the Variability of Physical Movements
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26289129
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
宇野 洋二 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10203572)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
香川 高弘 愛知工業大学, 工学部, 准教授 (30445457)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 身体運動 / 関節間協調 / 冗長性 / UCM解析 / 多関節アーム / 協調制御 / 仮想軌道 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人間の身体運動の協調メカニズムを解明するために、協調制御モデルを検討しつつ、身体運動の計測実験と実機ロボットによる制御実験を行った。最終年度の成果は以下の通りである。
(1) ヒトが目の前のターゲットを注視しながら、立ち上がったりしゃがみ込んだりする動作を計測し、UCM解析を用いて身体関節間の運動協調を調べた。その結果、視線の角度に対しては、ターゲットを注視しながらの動作は、何も注視してないときの動作に比べて、関節間の協調が高くなることを確認した。一方、重心位置に対しては、ターゲットを注視することで関節間の協調が少しだけ低くなる傾向があった。
(2) 冗長自由度を持つ多関節アームに対して、関節角軌道は試行毎にばらついても、目標手先軌道は精度よく実現される制御法を考案した。この制御法はフィードバックトルクを用いて、関節角軌道のばらつきを許容しながら、時々刻々と運動軌道を実現していく方法である。水平面内で動作する３リンクアームのシミュレーション実験と実機制御実験を行い、提案の制御法により、外乱入力時に小さな入力トルクで手先誤差を小さく抑え、運動タスクを達成できることを確認した。
(3) 昨年度に考案した仮想軌道の繰返し制御のアルゴリズムを改良し、PD制御対応からPID制御対応へと変更した。改良した繰返し制御法を用いて、水平面内で動作する３リンクアームのシミュレーション実験を行い、より少ない回数の繰返しで滑らかな運動軌道が生成されることを確認した。さらに仮想軌道制御を自由空間での単純な軌道制御だけでなく、壁を押しながら運動する力制御へと発展させた。２リンクアームのシミュレーション実験により、10～20回程度の繰り返しで所望の力と軌道が実現できることを確認した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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