身体性拡張のためのアクチュエータの固有インピーダンス・平衡位置の同時制御と伝達

• 研究課題/領域番号: 15H05321
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 知能ロボティクス
• 研究機関: 株式会社国際電気通信基礎技術研究所
• 研究代表者: 野田 智之 株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報通信総合研究所, 主任研究員 (30588661)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円); 2017年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2016年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円); 2015年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
• キーワード: 外骨格型ロボット / アクチュエータ / アシスト技術 / 可変インピーダンス / 生体信号 / 空電ハイブリッドアクチュエータ / 人工筋 / アシストロボット / 知能ロボティクス / インピーダンス / リハビリテーション / 知能ロボティックス

研究成果の概要

超高齢化社会の到来が予測される中で、知能ロボットの活用が注目されている。当該研究では、次世代FAやリハビリテーションのためのアシストロボットに必要で、従来産業ロボットが実現できていない「人の筋のしなやかさ」、つまり可変/低インピーダンス特性をハードウェア的に実現することを目的とし、駆動装置（アクチュエータ）自体の開発と、位置・インピーダンス・力の制御手法と、各種センサに基づき制御入力を学習する手法とを実機で実証した。従来の産業ロボットの固い関節機構を擬似的に制御するのではなく、本質安全を実現するハードウェア的に可変かつ低インピーダンスの駆動関節の基盤技術を構築した点が、重要な成果である。

研究成果

• [雑誌論文] EMG-Based Model Predictive Control for Physical Human?Robot Interaction: Application for Assist-As-Needed Control (2018)
  • 著者名/発表者名: Teramae Tatsuya、Noda Tomoyuki、Morimoto Jun
  • 雑誌名: IEEE Robotics and Automation Letters 巻: 3 号: 1 ページ: 210-217
  • DOI: 10.1109/lra.2017.2737478
• [雑誌論文] Human Movement Modeling to Detect Biosignal Sensor Failures for Myoelectric Assistive Robot Control (2017)
  • 著者名/発表者名: Furukawa Jun-ichiro、Noda Tomoyuki、Teramae Tatsuya、Morimoto Jun
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Robotics 巻: 33 号: 4 ページ: 846-857
  • DOI: 10.1109/tro.2017.2683522
• [雑誌論文] Variable ankle stiffness improves balance control:experiments on a bipedal exoskeleton (2015)
  • 著者名/発表者名: UGURLU B., DOPPMANN C., HAMAYA M., FORNI P., TERAMAE T., NODA T., MORIMOTO J.
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Mechatronics 巻: Vol.21 ページ: 79-87
  • DOI: 10.1109/tmech.2015.2448932
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Robotizing Double-Bar Ankle-Foot Orthosis (2018)
  • 著者名/発表者名: Noda T, Takai A, Teramae T, Hirooka E, Hase K, Morimoto J
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation(ICRA2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Human movement estimation from multiple biosignal observations toward safe assistive robot control (2017)
  • 著者名/発表者名: Furukawa J, Noda T, Teramae T, Morimoto J
  • 学会等名: Real-time Functional Imaging and Neurofeedback Conference(rtFIN2017)
  • 国際学会
• [学会発表] A control strategy for physical human-robot interaction using biosignal-based model predictive control (2017)
  • 著者名/発表者名: Teramae T, Noda T, Morimoto J
  • 学会等名: Real-time Functional Imaging and Neurofeedback Conference(rtFIN2017)
  • 国際学会
• [学会発表] The differences in motor performances between sensorimotor area activities of pre and during passive guidance (2017)
  • 著者名/発表者名: Takai A, Noda T, Lisi G, Teramae T, Imamizu H, Morimoto J
  • 学会等名: Real-time Functional Imaging and Neurofeedback Conference(rtFIN2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Development of upper-extremity exoskeleton robots towards robotic rehabilitation (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Noda
  • 学会等名: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2016) Workshop
  • 発表場所: Daejeon, Korea
  • 年月日: 2016-10-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Development of a pneumatic-electromagnetic hyrid linear actuator with an integrated structure (2015)
  • 著者名/発表者名: NAKATA Y., NODA T., MORIMOTO J., HIROSHI I.
  • 学会等名: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2015)
  • 発表場所: Hamburg (Germany)
  • 年月日: 2015-09-28
  • 国際学会
• [学会発表] 若手ロボット学者の視点から -- スマートアクチュエーション技術による人共存型ロボット社会の実現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 仲田佳弘, 野田智之
  • 学会等名: 第33回日本ロボット学会学術講演会オープンフォーラム
  • 発表場所: 電機大学（東京都）
  • 年月日: 2015-09-03
• [学会発表] Development of upper-extremity exoskeleton driven by pneumatic cylinder toward robotic rehabilitation platform for shoulder elevation (2015)
  • 著者名/発表者名: NODA T., MORIMOTO J.
  • 学会等名: IEEE/RAS-EMBS International Conference on Rehabilitation Robotics (ICORR2015)
  • 発表場所: Nanyang Technology University (Singapore)
  • 年月日: 2015-08-11
  • 国際学会
• [図書] Monthly Book Medical Rehabilitation (2017)
  • 著者名/発表者名: 野田 智之 他
  • 出版者: 全日本病院出版会