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高次統計量による信号分離を用いたロボットアームの接触検出とコンプライアンス制御

研究課題

研究課題/領域番号 18560436
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 制御工学
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

杉本 謙二  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (20179154)

研究分担者 平田 健太郎  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 准教授 (00293902)
小木曽 公尚  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教 (30379549)
橘 拓至  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教 (20415847)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,730千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 330千円)
2007年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2006年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード信号分離 / ロボットアーム / 独立成分分析 / 制御 / 接触検出
研究概要

本研究では次の2点を目的としていた。
1.高次統計量による信号分離を用いた制御システムの解析手法を完成させること。統計学習の新しい手法である独立成分分析では尖度(Kurtosis)などの高次統計量に基づいて解析し、混合された信号から独立成分を分離して源信号を復元する。この手法を修正し、制御システムの解析・設計に応用する。
2.ロボットアームが障害物に接触したときの検知機構(アルゴリズム)を開発すること。リアルタイム検知によりアームの動作を停止あるいは緩和する。さらに、接触物の動きに応じて柔軟に追従する機構(コンプライアンス制御)を開発する。
まず1については制御システムの解析・設計の手法として完成させ、複数の論文にまとめて発表した。さらに、逆システムによって信号を分離するという発想を逆転し、前置したフィードフォワード制御器を学習により高精度化するというフィードバック誤差学習(FEL)の多変数化に取り組んだ。前者については計測自動制御学会(SICE)の論文賞を受賞し、また後者(FEL)も、口頭発表に対してSICEのシステムインテグレーション部門の優秀講演賞を受賞するなど、高い評価をいただいた。
一方、これらの発展研究に専念したため、2については直接の成果を挙げるに至っていないが、FELをロボットアームの一筆書きに応用する実験に成功した。これは2から派生した成果である。本来のコンプライアンス制御については継続して取り組んでいる。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (25件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (14件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 独立成分分析に基づく多入力多出力システムのブラインド同定2007

    • 著者名/発表者名
      新田益大, 杉本謙二
    • 雑誌名

      電子情報通信学会和文論文誌(A) J90-A

      ページ: 27-34

    • NAID

      110007384449

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blind identification of Polynomial matrix fraction viaindependent component analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Masuhiro Nitta and Kenji Sugimoto
    • 雑誌名

      International J. of Robust and Nonlinear Control 17

      ページ: 732-751

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalization of Feedback Error Learning (FEL) to MIMO Systems2007

    • 著者名/発表者名
      Basel Alali, Kentaro Hirata, and Kenji Sugimoto
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 43

      ページ: 293-302

    • NAID

      10019505286

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Feeback Error Learning for Writing One Stroke Characters by Two-Link Manipulator2007

    • 著者名/発表者名
      Basel Alali, Kentaro Hirata, and Kenji Sugimoto
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌 20

      ページ: 475-481

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blind Identification of MIMO Discrete-Time Systems Based on Independent Component Analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Masuhiro, Nitta, Kenji, Sugimoto
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals Electronics, Communications and Computer Sciences, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers J90-A-1

      ページ: 27-34

    • NAID

      110007384449

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Blind identification of polynomial matrix fraction via independent component analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Masuhiro, Nitta, Kenji, Sugimoto
    • 雑誌名

      International Journal of Robust and Nonlinear Control, 17-8, Special issue on polynomial methods

      ページ: 732-751

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generalization of Feedback Error Learning (FEL) to MIMO Systems2007

    • 著者名/発表者名
      Basel, Alali, Kentaro, Hirata, Kenji, Sugimoto
    • 雑誌名

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers(SICE) 43-4

      ページ: 293-302

    • NAID

      10019505286

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Feeback Error Learning for Writing One Stroke Characters by Two-Link Manipulator2007

    • 著者名/発表者名
      Basel, Alali, Kentaro, Hirata, Kenji, Sugimoto
    • 雑誌名

      Transactions of the Institute of Systems, Control and Information Engineers (ISCIE) 20-12

      ページ: 475-481

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] System Identification based on Independent Component Analysis and Detection of Parameter Change2007

    • 著者名/発表者名
      Kenji, Sugimoto, Masuhiro, Nitta, Arata, Suzuki
    • 雑誌名

      Systems, Control and Information (ISCIE Journal), 51-12, Special Issue on Failure Diagnosis Method Considering System Dynamics

      ページ: 533-538

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An ICA approach to semi-blind identification of strictly proper systems based on interactor polynomial matrix2007

    • 著者名/発表者名
      J. Even and K. Sugimoto
    • 雑誌名

      International J. of Robust and Nonlinear Control 17

      ページ: 752-768

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blind identification of polynomial matrix fraction viaindependent component analysis2007

    • 著者名/発表者名
      M. Nitta and K. Sugimoto
    • 雑誌名

      International J. of Robust and Nonlinear Control 17

      ページ: 732-751

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalization of Feedback Error Learning(FEL)to MIMO Systems2007

    • 著者名/発表者名
      B. Alali, K. Hirata, and K. Sugimoto
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 43

      ページ: 293-302

    • NAID

      10019505286

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Feeback Error Learning for Writing One Stroke Characters by Two-Link Manipulator2007

    • 著者名/発表者名
      B. Alali, K. Hirata, and K. Sugimoto
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌 20

      ページ: 475-481

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MTシステムによる加熱対象の熱容量同定(研究開発レター)2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木新, 杉本謙二
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D 127

      ページ: 1247-1248

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 独立成分分析に基づく多入力多出力システムのブラインド同定2007

    • 著者名/発表者名
      新田益大, 杉本謙二
    • 雑誌名

      電子情報通信学会和文論文誌(A) J90-A. No.1

      ページ: 27-34

    • NAID

      110007384449

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] セミブラインド同定による外乱除去2007

    • 著者名/発表者名
      上田真理子, 新田益大, 杉本謙二
    • 雑誌名

      計測自動制御学会関西支部 若手研究発表会 (国内口頭発表)

      ページ: 9-10

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 独立成分分析を用いた機械振動系のブラインド同定実験と構造変化検出2006

    • 著者名/発表者名
      新田益大, 鈴木新, 杉本謙二, 安達直世
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌 19

      ページ: 177-184

    • NAID

      10017957943

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 独立成分分析に基づく外乱抑制制御系設計2006

    • 著者名/発表者名
      新田益大, 杉本謙二
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 42

      ページ: 1313-1319

    • NAID

      10018422259

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blind Identification of Mechanical Systems via Independent Component Analysis and Detection of Structure Change2006

    • 著者名/発表者名
      Masuhiro, Nitta, Arata, Suzuki, Kenji, Sugimoto, Naotoshi, Adachi
    • 雑誌名

      Transactions of the Institute of Systems, Control and Information Engineers (ISCIE) 19-5

      ページ: 177-184

    • NAID

      10017957943

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Disturbance Rejection System Based on Independent Component Analysis2006

    • 著者名/発表者名
      Masuhiro, Nitta, Kenji, Sugimoto
    • 雑誌名

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers (SICE) 42-12

      ページ: 1313-1319

    • NAID

      10018422259

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 独立成分分析を用いた機械振動系のブラインド同定実験と構造変化検出2006

    • 著者名/発表者名
      新田益大, 鈴木新, 杉本謙二, 安達直世
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌 19. No.5

      ページ: 177-184

    • NAID

      10017957943

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] タグチメソッドによる組み込み温度制御システムのロバストPIDパラメータ設計2006

    • 著者名/発表者名
      鈴木新, 杉本謙二
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌) 126-D. 12

      ページ: 1660-1666

    • NAID

      10018402735

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 独立成分分析に基づく外乱抑制制御系設計2006

    • 著者名/発表者名
      新田益大, 杉本謙二
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 42-12

      ページ: 1313-1319

    • NAID

      10018422259

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ICA Based Blind Identification via Exact Parameterization2006

    • 著者名/発表者名
      M.Nitta, K.Sugimoto
    • 雑誌名

      17th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems (国際会議論文)

      ページ: 402-407

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 独立成分分析を用いたブラインド同定-多変量ARMAモデルへの拡張-2006

    • 著者名/発表者名
      新田益大, 杉本謙二
    • 雑誌名

      第50回 システム制御情報学会 研究発表講演会 (国内口頭発表)

      ページ: 289-290

    • NAID

      130004667749

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Feedback Error Learning with Insufficient Excitation2008

    • 著者名/発表者名
      B. Alali, K. Hirata, and K. Sugimoto
    • 学会等名
      第8回計測自動制御学会 制御部門大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] セミブラインド同定による外乱除去2007

    • 著者名/発表者名
      上田真理子, 新田益大, 杉本謙二
    • 学会等名
      計測自動制御学会関西支部 若手研究発表会
    • 発表場所
      大阪大学中之島センター
    • 年月日
      2007-01-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Closed-loop Identification Based on MIMO Feedback Error Learning2007

    • 著者名/発表者名
      B. Alali, K. Hirata, and K. Sugimoto
    • 学会等名
      9th IFAC Workshop on Adaptation and Learning in Control and Signal Processing (ALCOSP' O7)
    • 発表場所
      St. Petersburg, Russia
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Closed-loop Identification Based on MIMO Feedback Error Learning2007

    • 著者名/発表者名
      Basel, Alali, Kentaro, Hirata, Kenji, Sugimoto
    • 学会等名
      9th IFAC Workshop on Adaptation and Learning in Control and Signal Processing(ALCOSP' 07)
    • 発表場所
      St. Petersburg, Russia
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Modeling and Compensating Input Distortion in MIMO Systems via Blind Deconvolution2007

    • 著者名/発表者名
      J. Even and K. Sugimoto
    • 学会等名
      9th IFAC Workshop on Adaptation and Learning in Control and Signal Processing(ALCOSP'07)
    • 発表場所
      St. Petersburg, Russia
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Closed-loop Identification Based on MIMO Feedback Error Learning2007

    • 著者名/発表者名
      B. Alali, K. Hirata, and K. Sugimoto
    • 学会等名
      9th IFAC Workshop on Adaptation and Learning in Control and Signal Processing(ALCOSP'07)
    • 発表場所
      St. Petersburg, Russia
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Application of MIMO Feedback Error Learning to a Tow-Link Manipulator2006

    • 著者名/発表者名
      B. Alali, K. Hirata, and K. Sugimoto
    • 学会等名
      第7回計測自動制御システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ICA Based Blind Identification via Exact Parameterization2006

    • 著者名/発表者名
      M. Nitta and K. Sugimoto
    • 学会等名
      17th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] MINO Fedback Error Learning Control with Stability Proof and Generalizations2006

    • 著者名/発表者名
      B. Alali, K. Hirata, and K. Sugimoto
    • 学会等名
      17th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Generalization of Fedback Error Learning (FEL) to Strictly Proper MINO systems2006

    • 著者名/発表者名
      B. Alali, K. Hirata, and K. Sugimoto
    • 学会等名
      2006 American Control Conference
    • 発表場所
      Minneapolis, USA
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 独立成分分析を用いたブラインド同定-多変量ARMAモデルへの拡張-2006

    • 著者名/発表者名
      新田益大, 杉本謙二
    • 学会等名
      第50回 システム制御情報学会 研究発表講演会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Generalization of Feedback Error Learning (FEL) to Strictly Proper MIMO systems2006

    • 著者名/発表者名
      Basel, Alali, Kentaro, Hirata, Kenji, Sugimoto
    • 学会等名
      2006 American Control Conference
    • 発表場所
      Minneapolis, Minnesota, USA
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ICA Based Blind Identification via Exact Parameterization2006

    • 著者名/発表者名
      Masuhiro, Nitta, Kenji, Sugimoto
    • 学会等名
      17th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems(MTNS)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] MIMO Feedback Error Learning Control with Stability Proof and Generalizations2006

    • 著者名/発表者名
      Basel, Alali, Kentaro, Hirata, Kenji, Sugimoto
    • 学会等名
      17th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems(MTNS)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://genesis.naist.jp/

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考]

    • URL

      http://genesis.naist.jp/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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