| 研究概要 |
初年度は,動作理解のための動作表現の基礎手法構築と,その検証を目的として研究を進めた.
まず,動作表現手法の概念設計として,持ち上げ動作を,手先軌道が与えられたときの冗長自由度マニピュレータの制御問題として定式化した.このとき,冗長自由度分を決定する評価関数は,ヒト動作を決定付けると推定されるいくつかの力学的意図を関数記述した評価項目の重み付き線形和で表現できると仮定した.各瞬間に対して,関節角速度が最もよく計測データに適合するよう,各評価項目の重み係数(以下評価重み係数と呼ぶ)を求める手法を構築した.これにより,計測された動作を,力学的意図の時変の構成比率という物理的意味を持った数学モデルとして記述することが可能となる.計測動作そのものの再構成が可能なだけでなく,荷重の大きさなど外部の要因に対する動作の変化が表現可能となっている.
次に,1で提案した表現手法の有効性を検討するため,4種類の高さの棚を準備し,成人数名について,これを持ち上げ設置する動作を計測した.各データに対し時変の評価関数(重み係数)を求めることで,計測した動作を再生成できることを確かめた.力学的意図,すなわち評価項目としては,重心安定性,手先における可操作性,準静的なトルク低減の3項目を実装した.重み係数を表したグラフの解析から,各関節で変化パターンが異なること,その項目の変化が乏しいところでは過大な重み係数を生じ振動的となること,動作の一部で,棚高さに応じた線形的なパターン遷移が見られることが明らかになった.したがって,動作を時間軸で適切に区切り,評価項目を切り替えることで,外部条件の変化に応じた動作推定により役立つ表現になることが期待できる.
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