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機構透明性の概念に基づく補装機械の制御手法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 11750218
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関豊田工業大学

研究代表者

森園 哲也  豊田工業大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70309003)

研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2000年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1999年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード補装機械 / 機構透明性 / 適応制御 / 動特性補償 / 回帰子 / 慣性オンリー / 慣性主観等価値 / 動摩擦 / クーロン摩擦
研究概要

1.1自由度補装機械に見立てたリニアモータを用い,提案した2種類の制御則について,再現性を確認する実験を行った.それぞれの制御則に対して40回(1回4分間)の操作を行い,各回の最後に実現されたリニアモータの見かけ上の動特性を推定することで結果を評価した.例えば慣性値で見ると,動特性補償項と回帰子が加速度信号を利用する制御則の場合,約7.3[kg]のスライダ慣性が見かけ上-6.4〜+23.8[g](平均6.1[g])になるという評価が得られた.動特性補償項と回帰子が加速度信号を利用しない「慣性オンリー」の状態を目指した制御則では,例えば250[g]の目標慣性値を与えた場合の評価は,254〜275[g](平均264[g];相対誤差5.6%)となった.
2.人間が「機構透明」に感じることのできる機械の動特性を,定量的に表現する試みを行った.本年度の研究では慣性値による表現を試みるため,被験者に「機構透明である状態」を想定した慣性を標準刺激として呈示し,それと比較刺激との間に差異を感じる閾を調べる実験を行った.上肢を対象とし,まず予備実験として,腕時計の質量程度の40[g]と50[g]をそれぞれ標準刺激とし,上肢の静止状態で手首に刺激を与えて実験を行ったところ,差異の閾はいずれの場合も20〜50[g]に存在していた.次に提案した制御則を応用して慣性オンリーの状態をリニアモータ上に作り出し,上肢運動を許した状態で手先に刺激を与えて実験を行うと,操作に習熟している被験者に明確な傾向が現れた.ただし,差異の閾が60〜75[g]となる(標準刺激は-15[g]±2.5[g](標準偏差))一方で,-9.7[g]±7.1[g]の標準刺激に対して,60〜80[g]の差異を持つ比較刺激だけを等価に感じる被験者もいた.より詳細な観察を行うために,さらに多くの実験が必要であると感じられる.

報告書

(2件)
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (3件)

  • [文献書誌] 森園哲也,山田陽滋 他: "機構透明性の概念に基づく補装機械の制御手法に関する提案"第18回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 457-458 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 森園哲也,山田陽滋 他: "機構透明性の概念に基づく補装知能機械の制御手法の提案とそのパラメータ設定に関する研究"第6回ロボティクス・シンポジア予稿集. 360-367 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 梅谷 陽二 他: ""Skil Mate"; Wearable Exoskelton Robot"Proceedings of 1999 IEEE Int. Conf. on Systems, Man and Cybernetics. IV984-IV988 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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