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人間の手先インピーダンス特性の実験的解折と運動内部モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 07750502
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 計測・制御工学
研究機関広島大学

研究代表者

辻 敏夫  広島大学, 工学部, 助教授 (90179995)

研究期間 (年度) 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1995年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード運動制御 / インピーダンス制御 / 生体運動系 / マンピュレータ制御
研究概要

本研究では,人間の手先インピーダンスを実験的に計測し,そのモデル化を試みた.主要な結果は以下の通りである.
1.回転型インピーダンス推定装置の開発
人間の手先インピーダンスを2次元で推定するために,推力制御が可能なリニアモータ(日本トムソン(株)製)を回転台上に設置し,任意の角度に位置決め可能な2軸インピーダンス推定装置を新しく開発した.この実験装置のハンドルを制御用コンピュータ・アナログ入出力装置を用いて剛性制御し、作業中の被験者の手先を強制的に変位させる。そしてその結果生じる反力を測定し,人間の手先インピーダンスを推定する。この装置により昨年度までは1方向しか推定できなかった人間の手先インピーダンスを2次元平面に拡張することができた.
2.人間の手先インピーダンス調節機構のモデル化
被験者に,1)上肢姿勢保持,2)筋収縮レベル維持,3)手先力維持という3種類の作業課題を与え,作業中の被試者の手先インピーダンスが,上肢の姿勢,筋収縮レベルによりどのように変化するかを実験的に解析した.そして,上肢関節角度(肩・肘の2関節)と筋収縮レベル(肩,肘関節に作用する6つの筋)の多項式を用いて被試者の関節インピーダンスをモデル化した.その結果,(1)関節インピーダンスを上肢の姿勢,筋収縮レベルの多項式で精度よく表現できること,(2)手先インピーダンスの変化が腕の運動学を表すヤコビ行列に強く影響されていること,(3)各筋の粘弾性係数を筋電位から推定した筋収縮レベルの多項式で近似できること,などを明らかにした.
今後は,開発したインピーダンス推定装置をより推定精度の高いものに改良するとともに,本研究で構築したインピーダンスモデルを人間とロボットの協調作業に応用できればと考えている.

報告書

(1件)
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (2件)

  • [文献書誌] Toshio Tsuji: "Human Hand Impedance Characteristics during Maintained Posture in Multi-Joint Arm Movements" Biological Cybernetics. 72. 475-485 (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 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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