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大規模構造可変リンク系のO(N)順動力学計算法の開発とそのCG製作への応用

研究課題

研究課題/領域番号 13555062
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 機械力学・制御
研究機関東京大学

研究代表者

中村 仁彦  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (20159073)

研究分担者 今川 洋尚  株式会社セガ, 未来研究開発部, 研究員
野地 朱真  尚美学園大学, 芸術情報学部, 専任講師
岡田 昌史  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 講師 (60323523)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
12,600千円 (直接経費: 12,600千円)
2002年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
2001年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
キーワード動力学シミュレーション / マルチボディダイナミクス / コンピュータグラフィクス / ヒューマンフィギュア / アニメーション / 運動生成 / ヒューマノイド / 機構解析 / コンピュータグラフィックス / 振り付け生成 / 動力学計算 / モーションキャプチャ / 人体モデル / 並列計算 / ロボティクス / 構造可変リンク系 / 効率的計算アルゴリズム / 人間行動情報
研究概要

本研究の成果は以下の4点でまとめられる.
・複数のヒューマンフィギュアなど大規模な構造可変リンク系に適用可能な高速順動力学計算法を開発した.この計算法を用いるとN個のリンクからなる系の動力学シミュレーションに必要な計算量がO(N)となり,さらにO(N)個のプロセスで並列計算を行うことにより計算時間をO(logN)に短縮することができる.これは現在提案されている最も高速な順動力学計算法と同じ計算複雑性であるのに加え,構造可変リンク系に適用可能であるという特徴を持つ.これにより,接触を含む複雑な運動を実時間の数倍程度の時間でシミュレートすることができる.
・逆運動学計算を用いて,数個のリンクの位置を指定するだけで全身のポーズを決定することのできる計算法を開発し,CGアニメーション生成に応用した.従来のCGアプリケーションと比べて容易に自然なアニメーションを生成することができ,作業効率が大幅に向上することが示された.
・上記動力学計算法と逆運動学計算のインタフェースを応用して,力学的整合性を満たすヒューマンフィギュアの運動生成を行う方法を開発した.これにより,簡単なインタフェースで力学的なバランスなどを考慮した運動を自動的に生成できるようになった.
・力学計算を用いたゲームなどのアプリケーションに必要なインタフェースを考案した.力学シミュレーションを用いることにより,サーカス,アクロバットなどモーションキャプチャの難しい運動も扱えることを実証した.

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] K.Yamane, Y.Nakamura: "Synergetic CG Choreography through Constraining and Deconstraining at Will"Proceedings of 10th International Symposium of Robotics Research. (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yamane, Y.Nakamura: "Efficient Parallel Dynamics Computation of Human Figures"Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation. 530-537 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yamane, Y.Nakamura: "Synergetic CG Choreography through Constraining and Deconstraining at Will"Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation. 855-862 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山根, 中村: "ヒューマンフィギュアの全身運動生成のための協応構造化インタフェース"日本ロボット学会誌. 20. 113-121 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Noji, T.Fujii, M.Nakajima: "Dynamics-Based Interactive Acrobatic Motion Generator"Proceedings of International Workshop on Advanced Image Technology. 243-247 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 野地, 藤井, 中嶋, 高橋: "力学によるアクロバット運動のシミュレーション"映像情報メディア学会技術報告書. 26. 1-6 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 野地, 高橋, 中嶋: "モーションジェネレータによるヴァーチャルサーカス"映像情報メディア学会誌. 57. 242-246 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Yamane and Y. Nakamura: "Synergetic CG Choreography through Constraining and Deconstraining at Will"Proceedings of 10th International Symposium of Robotics Research. (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Yamane and Y. Nakamura: "Efficient Parallel Dynamics Computation of Human Figures"Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation. 530-537 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Yamane and Y. Nakamura: "Synergetic CG Choreography through Constraining and Deconstraining at Will"Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation. 855-862 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Yamane and Y. Nakamura: "Pin-and Drag Synergetic Interface for Choreography of Human Figures"Journal of Robotics Society of Japan. 20. 113-121 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Noji, T. Fujii, and M. Nakajima: "Dynamics-Based Interactive Acrobatic Motion Generator"Proceedings of International Workshop on Advanced Image Technology. 243-247 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Noji, T. Fujii, M. Nakajima and H. Takahashi: "Simulation of Acrobatic Motions Using Dynamics"Technical Report of the Institute of Image Information and Television Engineers. 26. 1-6 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Noji, Y. Takahashi, M. Nakajima: "Virtual Circus Using Motion Generator"Journal of the Institute of Image Information and Television Engineers. 57. 242-246 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山根克, 中村仁彦: "ヒューマンフィギュアの全身運動生成のための協応構造化インターフェース"日本ロボット学会誌. 20・3. 335-343 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Katsu Yamane, Yoshihiko Nakamura: "Synergetic CG Choreography through Constraining and Deconstraining at Will"Proc. of IEEE International Conference on Robotics and Automation. Vol.1. 855-862 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Katsu Yamane, Yoshihiko Nakamura: "Efficient Parallel Dynamics Computation of Human Figures"Proc. of IEEE International Conference on Robotics and Automation. Vol.1. 530-537 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 栗原一貴, 鈴木一郎, 山根克, 中村仁彦: "モーションキャプチャと詳細人体モデルを用いた逆運動学計算による筋骨格力学計算"第20回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 3C15 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 山根克, 中村仁彦: "O(N)順動力学計算法と陰積分による衝突・接触の高速シミュレーション"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'02. (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 野地朱真, 藤井利通: "力学によるアクロバット運動のシミュレーション"映像情報メディア学会技術報告書. Vol.26, No.27. 1-6 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 野地朱真, 高橋裕樹, 中嶋正之: "モーションジェネレータによるヴァーチャルサーカス"映像情報メディア学会誌. Vol.57、No.2. 242-246 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yamane., Y.Nakamura: "O(N) Forward Dynamics Computation of Open Kinematic Chains Based on the Principle of Virtual Work"Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation. 2824-2831 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山根, 中村: "仮想仕事の原理に基づく並列O(logN)順動力学計算法"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集. (2P2-H4). (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山根, 中村: "O(logN)並列順動力学計算法とそのヒューマノイドシミュレータへの応用"日本ロボット学会学術講演会講演論文集. (1A14). (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Imagawa: "The Animator-Oriented Motion Generator Animanium Based on a Humanoid Robots Control Algorithm"Sketches and Applications, SIGGRAPH 2001. (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yamane., Y.Nakamura: "Synergetic CG Choreography through Constraining and Deconstraining at Will"Proceedings of 10th International Symposium of Robotics Research. (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山根, 中村: "ヒューマンフィギュアの全身動作生成のための協応構造化インタフェース"第19回日本ロボット学会学術講演会講演論文集. (3A33). (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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