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2018 年度 実績報告書

感覚運動統合における感覚情報の遅れやノイズにロバストな運動戦略

研究課題

研究課題/領域番号 16H02882
研究機関九州大学

研究代表者

田原 健二  九州大学, 工学研究院, 准教授 (80392033)

研究分担者 木野 仁  福岡工業大学, 工学部, 教授 (50293816)
松谷 祐希  熊本高等専門学校, 機械知能システム工学科, 助教 (80757120)
河村 晃宏  九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (60706555)
越智 裕章  山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 助教 (50780128)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード状態推定 / フィードバック / 力制御 / 姿勢制御 / 人工筋肉 / 多指ハンド
研究実績の概要

1,誘電エラストマー人工筋肉アクチュエータは,大きな力と応答速度が出せる一方,その出力幅および寿命(絶縁破壊による故障)が問題となっている.そこで,出力幅拡大および寿命の延長を目的として,複数のアクチュエータを組合せ,状況に応じて切り替え・重ね合わせを行う力制御手法を開発した.本手法により,最大力と最小力の間を広げることができ,分解能も向上した.さらに,誘電体への過電圧印可による絶縁破壊をもたらす熱について,高電圧を印加するため熱電対などのセンサを利用する事が難しく,直接温度を計測することができないため,温度センサを利用せず,電圧と電流の関係から誘電エラストマー自体の温度を実時間で推定する手法を開発し,推定温度を利用した切り替えアルゴリズムを提案した.特に,本研究課題で取り扱ってきた,センシング情報に遅れやノイズが含まれている場合について,ロバストに温度推定が行える手法を提案し,推定温度によるフィードバック制御により,動作中に不安定になりにくいロバストな力制御手法を開発した.
2,昨年度に提案していたナイロン糸人工筋肉アクチュエータの繰返し学習による位置制御手法について,既に制御則自体は概ね完成していたが,その有用性・実用性を確認することを目的として,6本の人工筋肉を組み合わせた姿勢3自由度制御モジュールを作製し,加速度センサを利用した姿勢計測を行い,それに学習制御を組み合わせることで,無音で稼働する3自由度姿勢制御システムを開発した.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 釣糸人工筋肉アクチュエータを用いた姿勢3自由度プラットフォームの繰返し学習による軌道追従制御2019

    • 著者名/発表者名
      小野秀, 田原健二
    • 学会等名
      第24回ロボティクスシンポジア
  • [学会発表] Two-types force controllers for a prismatic actuation module redundantly driven by multiple sheet-type dielectric elastomer actuators2018

    • 著者名/発表者名
      H. Kubota and K. Tahara
    • 学会等名
      IEEE/ASME Int. Conf. Adv. Intell. Mech.
    • 国際学会
  • [学会発表] Trajectory tracking of a one-DOF manipulator using multiple fishing line actuators by iterative learning control2018

    • 著者名/発表者名
      S. Ono, K, Masuya, K. Takagi and K. Tahara
    • 学会等名
      IEEE-RAS Int. Conf. Soft Robotics
    • 国際学会
  • [学会発表] Gray-box modeling and control of torsional fishing-line artificial muscle actuators2018

    • 著者名/発表者名
      C. Oiwa, K. Masuya, K. Tahara, T. Irisawa, M. Shioya, T. Yamauchi, E. Tanaka, K. Asaka and K. Takagi
    • 学会等名
      SPIE Electroactive Polymer Actuators and Devices
    • 国際学会
  • [学会発表] 釣糸人工筋肉アクチュエータを用いた姿勢3自由度パラレル構造プラットフォーム2018

    • 著者名/発表者名
      小野秀, 田原健
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] 誘電エラストマーアクチュエータの温度推定による力制御駆動アルゴリズム2018

    • 著者名/発表者名
      久保田洋輝,高木賢太郎,田原健二
    • 学会等名
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • [図書] K. Asaka and H. Okuzaki (Eds.): Soft Actuators: Materials, Modeling, Applications, and Future Perspectives, 2nd Ed. Cahpter 26: Modeling and Control of Fishing-line/Sewing-thread Artificial Muscles (Twisted and Coiled Polymer Fibers, TCPFs)2019

    • 著者名/発表者名
      K. Takagi, N. Kamamichi, K. Masuya, K. Tahara, T. Irisawa and K. Asaka
    • 総ページ数
      831
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-981-13-6849-3
  • [図書] T. Watanabe, K. Harada and M. Tada (Eds.): Human Inspired Dexterity in Robotic Manipulation, 1st Ed. Chapter 9: A Grasping and Manipulation Scheme That is Robust Against Time Delays of Sensing Information: An Application of a Controller Based on Finger-Thumb Opposability2018

    • 著者名/発表者名
      K. Tahara and A. Kawamura
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      Academic Press
    • ISBN
      0-128-13385-9
  • [備考] 九州大学HCR研究室

    • URL

      http://www.hcr.mech.kyushu-u.ac.jp/

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公開日: 2019-12-27  

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