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2017 Fiscal Year Annual Research Report

A Study of Coordinated Control Model Based on the Variability of Physical Movements

Research Project

Project/Area Number 26289129
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

宇野 洋二  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10203572)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 香川 高弘  愛知工業大学, 工学部, 准教授 (30445457)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
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
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。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2018 2017

All Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] UCMに基づく冗長関節アームの協調制御法2018

    • Author(s)
      木場亮太,香川高弘,宇野洋二
    • Organizer
      第30回自律分散システムシンポジウム
  • [Presentation] ヒューマノイドロボットによる障害物踏み越え動作の生成2018

    • Author(s)
      川岸敬生,香川高弘,宇野洋二
    • Organizer
      第30回自律分散システムシンポジウム
  • [Presentation] 繰り返し計算に基づく仮想軌道制御2018

    • Author(s)
      鈴木雄大,香川高弘,宇野洋二
    • Organizer
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • [Presentation] 視点を固定した身体運動における関節間協調2018

    • Author(s)
      吉田悠馬,香川高弘,宇野洋二
    • Organizer
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • [Presentation] ヒトの視覚フィードバック遅れの低減がバランス制御に与える影響2018

    • Author(s)
      野々村陽翼,石淵大志,香川高弘
    • Organizer
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • [Presentation] 仮想軌道を参照するフィードバック制御2017

    • Author(s)
      宇野洋二,大島悠輔,鈴木雄大,香川高弘
    • Organizer
      第11回Motor Control研究会
  • [Presentation] Sense of body ownership and control of arm movement under immersive VR environment2017

    • Author(s)
      Kagawa, T., Ichioka, K. and Uno Y.
    • Organizer
      Life Engineering Symposium 2017
  • [Presentation] フィードバックトルクを利用した冗長関節アームのオンライン軌道生成2017

    • Author(s)
      木場亮太,香川高弘,宇野洋二
    • Organizer
      第35回日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] 弾道歩行モデルに基づく転倒の条件に関する検討2017

    • Author(s)
      香川高弘,宇野洋二
    • Organizer
      第35回日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] On-line learning system for gait assistance with wearable robot2017

    • Author(s)
      Kagawa, T., Takahashi, F. and Uno Y.
    • Organizer
      SICE Annual Conference 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 冗長多関節アームにおける仮想軌道制御2017

    • Author(s)
      鈴木雄大,香川高弘,宇野洋二
    • Organizer
      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • [Presentation] 歩行補助ロボットと協調する歩行器の開発2017

    • Author(s)
      福井俊太郎,香川高弘,宇野洋二
    • Organizer
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティクス研究会
  • [Presentation] VR環境下での歩行におけるオプティカルフローの不一致が姿勢制御に与える影響2017

    • Author(s)
      本谷拓磨,香川高弘,宇野洋二
    • Organizer
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • [Presentation] EEG data during postural sway induced by optic flow2017

    • Author(s)
      Kagawa, T. and Uno Y. 他
    • Organizer
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会

URL: 

Published: 2018-12-17  

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