| 研究課題/領域番号 |
21K17836
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分61050:知能ロボティクス関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
古川 淳一朗 国立研究開発法人理化学研究所, 情報統合本部, 研究員 (50721619)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 運動アシストロボット / 生体信号 / 機械学習 / アシストロボット / 運動推定 / 外骨格型ロボット / ヒト-ロボット協調 / EMG / 画像処理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、日本を含む先進諸国では超少子高齢社会を迎えるにあたり、ヒトの運動をアシスト可能な外骨格型ロボットが医療や産業分野で注目されている。しかし、効果的に動作支援を行う制御方法は確立されていない。スポーツインストラクターや療法士などの専門家のように、状況に応じて適切な動作補助が行えるアシスト方策の確立が課題であるが、動作の適切性を判断する方法は不明であった。本研究では、俯瞰的なモニタリング情報から状況に応じた動作の適切性を評価できる基準を抽出し共有することで、身体および認知アシストが可能な外骨格型ロボット制御手法の開発を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、ヒトの動作を物理的に支援する外骨格型ロボットにおいて、状況に応じて適切な動作となる制御手法の開発を進めた。一般的に外骨格型ロボットは予め想定された状況での身体負荷軽減を目的に支援方法が設定されるため、装着したヒトの動作は限定的となることが多い。本研究では、動作状況の許容範囲を広げたヒトの意図推定に基づく制御手法を提案するとともに、ヒトの動作を筋活動に基づき大局的に評価する方法を検討した。これにより、装着者の意図を精度よく反映し適切な動作へと誘導するロボット駆動となることが確認できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来、外骨格型ロボット制御の多くでは、予め支援対象なる動作を想定しラベル付けしたデータを用いて設計された支援方策が利用される。そのため、装着者はその想定された動作を行うことが前提となっており、部分的な身体負荷軽減が着目されている。本研究では、ラベルの無いデータを利活用した機械学習手法を援用した制御アルゴリズムの提案と身体動作を筋活動から大局的に評価する方法を検討し、装着者が想定外の動作を行う状況下でも動作意図を精度よく推定し適切にロボットを駆動できるようになった。本成果により、外骨格型ロボットの活用範囲の拡張が期待できる。
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