| 研究課題/領域番号 |
19K15018
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 福岡大学 |
|---|
研究代表者 |
畑田 和良 福岡大学, 工学部, 助教 (10709356)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
|
|---|
| キーワード | パワーアシスト制御 / 周期運動 / 電動アシスト自転車 / パワーアシスト / 人間-機械システム |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
自転車のペダリングは日常で繰り返しおこなう運動であるにもかかわらず, フォームの指導を受ける機会は少ない. その結果, 目的に合わない姿勢の下でペダリングすることにより, 本来のトルクを生成できていない場合がある.
本研究では, ヒトの運動姿勢の最適化と同時にその運動をアシストすることで, 人間-機械システム全体にわたる最適化の実現を目的としている.
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、自転車ペダリング運動を例に、エネルギー効率の意味で最適であり、かつ、走行状態の変動にロバストなアシスト制御法の確立を検討した。まず、データ収集ならびに検証実験用のアシスト自転車の製作を行なった。この検証用自転車は、ペダリングトルク・クランク角・車輪回転角が計測でき、ペダリングトルクのアシスト機構を有している。これに加え、負荷の調整機構を有している。また、単純適応制御の応用により、ヒトが負荷の変動の影響を受けずに、かつ、車輪回転速度の脈動を抑制する高効率アシスト制御法を提案した。検証用自転車により取得したデータに基づく数値シミュレーションにより、提案法の有効性を確認した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で提案した、自転車の走行時の状況の変化にロバストなアシスト制御法は、制御工学の実社会への応用という面で、学術的な意義がある。また、エネルギーの有効活用や自転車走行時の安全性の確保という面で、社会的意義がある。さらに、本研究で作製した実験用アシスト自転車は、駆動力のアシストに関する検証だけではなく、ヒトの姿勢とペダリングトルクの加えやすさに関する検証にも使用できる。これは、ヒトの上下肢の負傷の減少にも寄与することが期待できるという面でも、社会的な意義を有する。
|
