人間とロボットの動特性干渉制御に基づくロボットの運動制御法の創成と高次脳機能評価

• 研究課題/領域番号: 15K05915
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 同志社大学
• 研究代表者: 積際 徹 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (90362912)
• 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: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 人間－機械協調系 / ロボット / ロボットの運動制御 / マンマシンインターフェース / 高次脳機能

研究成果の概要

本研究では、人間とロボットが行う力学的な相互作用下での協調作業において、作業対象となる動特性や動作特性が人間の高次脳機能や筋肉の賦活状態に与える影響に関する評価を行った。対象とする動特性、動作特性として、(i) 最も直感的と考えられる慣性、そして、(ii) 日常生活から切り離すことのできない摩擦特性を設定し、協調作業における動特性や動作特性が人間の応答や生体情報に与える影響について調査する実験を行った。実験結果より、設定したパラメータ（慣性、摩擦力）によって人間の応答や生体情報に影響を及ぼすことを明らかにした。得られた研究成果については、国際会議での発表ならびに英語原著論文にて公開を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Analysis of Upper-Extremity Motion and Muscle and Brain Activation During Machine Operation in Consideration of Mass and Friction (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsumugiwa Toru, Shibata Atsushi, Yokogawa Ryuichi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Human-Machine Systems 巻: 48 号: 2 ページ: 161-171
  • DOI: 10.1109/thms.2018.2789682
  • 査読あり
• [雑誌論文] Maneuverability of Impedance-Controlled Motion in a Human-Robot Cooperative Task System (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsumugiwa Toru, Takeuchi Yoshiki, Yokogawa Ryuichi
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 29 号: 4 ページ: 746-756
  • DOI: 10.20965/jrm.2017.p0746
  • NAID: 130007519814
  • ISSN: 0915-3942, 1883-8049
  • 年月日: 2017-08-20
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Changes in brain activation associated with backlash magnitude: a step toward quantitative evaluation of maneuverability (2017)
  • 著者名/発表者名: Sugiura Kazue, Tsumugiwa Toru, Yokogawa Ryuichi
  • 雑誌名: Artificial Life and Robotics 巻: 23 号: 1 ページ: 140-145
  • DOI: 10.1007/s10015-017-0406-x
  • 査読あり
• [学会発表] 両もち梁理論を用いたロボット装着型機械インピーダンス可変機構の開発・評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 永田求，神吉厚之，積際徹，横川隆一
  • 学会等名: 第35回 日本ロボット学会 学術講演会
• [学会発表] 両もち梁理論を用いた機械インピーダンス可変機構による人間とロボットの協調作業 (2017)
  • 著者名/発表者名: 由良美帆，神吉厚之，積際徹，横川隆一
  • 学会等名: 第35回 日本ロボット学会 学術講演会
• [学会発表] インピーダンス可変機構を用いた人間とロボットの協調作業システムにおける安定解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 内田智之，神吉厚之，積際徹，横川隆一
  • 学会等名: 第35回 日本ロボット学会 学術講演会
• [学会発表] 人間-ロボット協調作業系における摩擦運動特性下での 筋賦活および高次脳機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋奈津季，積際徹，横川隆一
  • 学会等名: 第34回 日本ロボット学会 学術講演会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス
  • 年月日: 2016-09-08
• [学会発表] 人間とロボットの協調作業における機械インピーダンス可変機構の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 永田求，積際徹，横川隆一
  • 学会等名: 第34回 日本ロボット学会 学術講演会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス
  • 年月日: 2016-09-08
• [学会発表] 機械インピーダンス可変機構の開発・評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 由良美帆，積際徹，横川隆一
  • 学会等名: 第34回 日本ロボット学会 学術講演会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス
  • 年月日: 2016-09-08
• [学会発表] 機械的バックラッシが高次脳機能および筋賦活状態に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉浦和恵，積際徹，横川隆一
  • 学会等名: 第34回 日本ロボット学会 学術講演会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス
  • 年月日: 2016-09-08
• [学会発表] 人間-ロボット協調作業系において摩擦特性を付加した位置決め作業に関する高次脳機能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柴田篤志，積際徹，横川隆一
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
  • 発表場所: みやこめっせ（京都市勧業館）
  • 年月日: 2015-05-19
• [学会発表] 人どうしの協調運搬作業においてリーダ・フォロワ間の相互作用が高次脳機能へ及ぼす影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大畑真輝，積際徹，横川隆一
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
  • 発表場所: みやこめっせ（京都市勧業館）
  • 年月日: 2015-05-19
• [学会発表] 人間とロボットの協調作業における動特性の可変制御機構の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小野一樹，積際徹，横川隆一
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
  • 発表場所: みやこめっせ（京都市勧業館）
  • 年月日: 2015-05-19
• [学会発表] 協調位置決め作業における 移動動作及び位置決め動作の運動解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横尾公哉，積際徹，横川隆一
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
  • 発表場所: みやこめっせ（京都市勧業館）
  • 年月日: 2015-05-19