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運動・行動制御の自己組織化と機能形成に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 06452253
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計測・制御工学
研究機関東京工業大学 (1996)
豊橋技術科学大学 (1994-1995)

研究代表者

伊藤 宏司  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (30023310)

研究分担者 鄭 心知  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (10262966)
片山 正純  豊橋技術科学大学, 工学部, 講師 (90273325)
山北 昌毅  豊橋技術科学大学, 工学部, 講師 (30220247)
研究期間 (年度) 1994 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
1996年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1995年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1994年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
キーワード運動制御 / 自己組織化 / 機能形成 / 冗長自由度 / 生体システム / 運動インピーダンス / ロボティクス / 内部モデル
研究概要

身体の巧みな運動・行動は、筋骨格系・脊髄のインピーダンス可変機構、およびそれらを操る高度な内部制御機構に支えられている。そこでは、フィードバックを主体とするサーボ制御・適応制御の上位機構として、外部環境の特性やそれらとの相互作用を自己組織的に表現した内部モデル及びそれらに基づくフィードフォワード制御機構が中心的な役割を果たしている。本研究では、生体が長い期間を通じて獲得した精緻で柔軟な運動制御機能のメカニズムを、機能モジュールの自己組織化とそれに基づく機能形成に焦点を当て解析し、工学的に実現することを目的として、以下のような研究項目を設定した。1)機能モジュールの自己組織的形成、2)拘束運動時の上肢動作解析及び運動マップの形成、3)感覚-運動フュージョンによる運動・行動パターンの創発的生成、4)機能モジュールに基づく運動・行動の分散協調制御。
上記の項目に沿って研究を実施した結果、以下のような新たな手法や実験結果を得ることができ、当初の目的の多くを達成することができた。
1)タスクに適した感覚・運動マップの自己組織的形成法、2)視覚情報に基づく手の形状の階層的内部表現の獲得 3)姿勢維持中及び両手協調動作中の上肢インピーダンスの同定、4)非線形発振器の基づく四足歩行パターンの生成とエネルギー消費による歩行パターンの遷移法、5)人工ニューラルネット学習による逆運動学、逆動力学マップの生成、6)ダイナミックマニピュレーション運動スキームの提案、7)Passive Velocity Field Control(PVFC)による複数ロボットの分散協調制御法、8)繰り返し学習によるロボット・インピーダンスの自律的獲得法。

報告書

(4件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (36件)

  • [文献書誌] B.L.Lu: "Computation of Multiple Inverse Kinematic Solutions for Redundant Manipulators by Inverting Modular Neural Networks" 電気学会論文誌. 116-C,1. 49-56 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山北昌毅: "三輪車の動的制御とヒューマンオペレーション" 電気学会論文誌. 116-C,1. 66-74 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 辻敏夫: "等尺性筋収縮における人間の手先インピーダンスの解析" 計測自動制御学会論文集. 32,2. 271-280 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 伊藤聡: "エネルギー消費量に基づく四足歩行パターン遷移の発振器-力学モデル" 計測自動制御学会論文集. 32,11. 1535-1543 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.W.Luo: "Nonlinear Robust Control for Robot Compliant Manipulation on Dynamic Environments" Advanced Robotics. 10,2. 213-227 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Q.Wu: "Adaptive Hybrid Control of Manipulators on Uncertain Flexible Objects" Advanced Robotics. 10,5. 469-485 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hayashi: "Computational Biomechanics" Springer, 277ページ (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ito: "Skilled Actions : Goal-directed Motor Dynamics" Proc.of IEEE Int.Conf.on Systems, Man and Cybernetics, Beijing. 18-25 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ito, H.Yuasa, K.Ito and M.Ito: "Energy-based Pattern Transition in Quasdrupedal Locomotion with Oscillator and Mechanical Mode" Proc.of IEEE Int.Conf.on Systems.Man and Cybernetics. 2321-2326 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] X.Z.Zheng, K.Ono, M.Yamakita, M.Katayama, and K.Ito: "A Control Structure for Robotic Dynamic Manipulation" Proc.IEEE Int.Conf.on Systems, Man and Cybernetics, Beijing. 1489-1494 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tsuji, K.Ito and P.Morasso: "Neural Network Learning of Robot Arm Impedance in Operational Space" IEEE Trans.on Systems, Man, and Cybernetics. Vol.26, No.2. 290-298 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Q.Wu, Z.W.Luo, M.Yamakita and K.Ito: "Adaptive Hybrid Control Robot Manipulators Interacting with Uncertain Flexible Environments" Proc.of 13th IFAC world Congress. 235-240 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.L.Lu and K.Ito: "Solving Inverse Kinematics Problem of Redundant Manipulators in an Environment with Obstacles Using Separable Nonlinear Programming" Proc.of ASME/ISCIE Japan-U.S.A.Symposium on Flexible Automation. 79-82 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ito: "Hand Manipulation and Impedance Adjustment" J.of Robotics and Mechatronics. Vol.7, No.2. 161-168 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tsuji, P.G.Morasso, K.Goto, and K.Ito: "Human Hand Impedance Characteristics during Maintained Posture" Biological Cybernetics. Vol.72, No.6. 475-486 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tsuji and K.Ito: "Preorganized Neural Networks : Error Back-Propagation Learning of Manipulator Dynamics" J.of Artificial Neural Networks. Vol.2, No.1&2. 81-95 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yamakita, M.Negi, and K.Ito: "Experimental Study of Tele-Bilinear Impedance Control Using Bilinear Model" Proc.of IEEE Int.Conf.on Robotics and Automation. 634-640 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.L.Lu and K.Ito: "A Parallel and Modular Multi-Sieving Neural Network Architecture for Constructive Learning" Proc.of 4th Int.Conf.on Artificial Neural Networks. 92-97 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.L.Lu and K.Ito: "Regularization of Inverse Kinematics for Redundant Manipulators Using Neural Network Inversions" Proc.of IEEE Int.Conf.on Neural Networks. 1-6 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.W.Luo, K.Ito, and M.Yamakita: "Estimation of Environment Models Using Vector Field and its Application to Robot's Contact Tasks" Proc.of IEEE Int.Conf.on Neural Networks. Vol.1. 62-69 (1995)

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    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ito: "Bio-Mimetic Control System" J.of Robotics and Mechatronics. Vol.6, No.1. 109-113 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.L.Lu: "Computation of Multiple Inverse Kinematic Solutions for Redundant Manipulators by Inverting Madular Nenral Networks" 電気学会論文誌. 116-C,1. 49-56 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 山北昌毅: "三輪車の動的制御とヒューマンオペレーション" 電気学会論文誌. 116-C,1. 66-74 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 辻 敏夫: "等尺性筋収縮における人間の手先インピーダンスの解析" 計測自動制御学会論文集. 32,2. 271-280 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 伊藤 聡: "エネルギー消費量に基づく四足歩行パターン遷移発振器-力学モデル" 計測自動制御学会論文集. 32,11. 1535-1543 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Z.W.Luo: "Noulinear Robuso Control for Robot Compliant Manipulation on Dynamic Environments" Advanced Robotics. 10,2. 213-227 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] J.Q.Wu: "Adaptive Hybrid Control of Manipulators on Uncertain Flexible Objects" Advanced Robotics. 10,5. 469-485 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hayashi: "Computational Biomechanics" Springer, 277ページ (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Koji Ito: "Hand Manipulation and Impedance Adustment" ,J. of Robotics and Mechatronics. ,Vol.7. 161-168 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tsuji: "Human Hand Impedance Characteristics during maintained Posture" Biological Cybernetics. 72. 475-486 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tsuji: "Preorganized Neural Networks: Error Back-Propagation Learning of Manipulator Dynamics" J. of Artificial Neural Networks. 2. 81-95 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 伊藤宏司: "超音波モータを用いた人工義手" 超音波THECHNO. 7. 34-37 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 伊藤晋彦: "動的運動中における筋力,筋パワーの推定" 医用電子と生体工学. 33. 327-333 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 辻敏夫: "等尺性筋収縮における人間の手先インピーダンスの解析" 計測自動制御学会論文集. 32. 271-280 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 伊藤宏司: "生体における情報処理と運動制御" 計測と制御. 33. 249-254 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Z.W.Luo: "Self-Orgamization of an Umiformly Distributed Visuo-Motor Mop though Controlling the Spatcal Variation" Distributed Autonomous Robotic Systems.(Springer). 279-288 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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