| 研究課題/領域番号 |
18K04012
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
小木曽 公尚 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (30379549)
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| 研究分担者 |
西山 悠 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (60586395)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | アクチュエータ / 空気圧駆動 / 非線形システム / モデリング / カルマンフィルタ / 制御工学 / 非線形 / 制御 / 空気圧アクチュエータ / 経年劣化 / PID制御 / 空気圧ゴム人工筋肉 / ヒステリシス |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，柔軟アクチュエータを実現する空気圧ゴム人工筋のモデルベース制御・管理・セキュア化に関する４つの成果が得られた．具体的には，人工筋の精緻な数理モデルを導出し，所望の柔軟性（剛性）を実現するモデルベースド制御やセンサレス制御，人工筋モデルのパラメータ変化に着目した人工筋の経年劣化・故障検知法，そして，暗号化制御を応用したセキュアな制御方法を開発した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
我々が提案するMcKibben型空気圧ゴム人工筋に基づくアクチュエータの数理モデルは，回転角度を計測するエンコーダや剛性を導出するトルクセンサを代用できるほどの高い精度を有する．この成果は，ロボティクス分野の有名学術誌(IEEE TMECH)に採択されるなど，本研究の学術的意義は極めて大きい．たとえば，提案モデルに基づくアクチュエータの解析・設計アプローチが可能となり，人工筋アクチュエータの開発に様々なモデルベースド制御を適用することができる．そして，このように多様な制御手法は，リハビリ機器やパワーアシスト装具を高性能化・軽量化を実現する．
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