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2006 年度 実績報告書

人間-機械協調型ロボットのための人間の行動モデル構築とシステム設計への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17760217
研究機関豊田工業大学

研究代表者

早川 聡一郎  豊田工業大学, 工学部, 助手 (50288552)

キーワード人間-機械協調 / 人間行動モデル / 区分ARXモデル / 階層的クラスタリング / サポートベクターマシン / ハイブリッドダイナミカルシステム / 可変インピーダンス制御
研究概要

本研究では人間を離散事象的な判断と連続時間系の連続的な動作が混在する系として捕らえた新しい人間の行動モデルを提案し,ハイブリッドダイナミカルシステム論的に人間のロボット操作情報や周辺環境情報から構造の把握が容易な形での人間の行動モデル構築手法の確立とそのロボット制御系設計への応用を目指している。
本年度は,昨年までの研究で構築可能となったハイブリッドダイナミカルシステムをベースとした人間行動モデルを用いて,人間-機械協調型ロボットシステムの制御系設計を行うことを検討した。人間行動モデルを用いた制御系の設計として,具体的には可変インピーダンス制御系をその対象とし,制御系のインピーダンスパラメータを人間行動モデルを用いて設計することを考えた。これまでは人間の行動に着目していたため人間行動モデルをPWAモデルを用いて表現していたが,設計への応用を容易にするためにPWARXモデルを用いることにした。この人間行動モデルと,設定したパラメータを持つハイブリッドインピーダンス制御モデルを組み合わせシステム全体の応答を計算し,設計するインピーダンスパラメータの評価を行った。その評価には平均の作業時間と作業者の力積の関数となる評価関数を用いた。その評価結果より最適と判断されたインピーダンスパラメータと,実際に人間行動モデルに対応する被験者に実験を行ってもらい,実験結果から最適と判断されたインピーダンスパラメータは概ねの被験者でほぼ一致することが確認され,提案する人間行動モデルを用いた制御系設計が有効であることが確認された。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (4件)

  • [雑誌論文] 人間-機械協調型ロボットを用いた切り替えを伴う人間行動モデルの構築とその制御への応用2007

    • 著者名/発表者名
      奥田 裕之, 早川 聡一郎, 南場 友里, 鈴木 達也, 土田 縫夫
    • 雑誌名

      電気学会産業計測制御研究会資料IIC-07-70~84

      ページ: 25-28

  • [雑誌論文] 人間-機械協調型組立ロボットにおける作業者の位置決め作業の区分線形モデルの構築2006

    • 著者名/発表者名
      奥田 裕之, 早川 聡一郎, 鈴木 達也, 土田 縫夫
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会'06講演論文集

      ページ: 2P1-D05(1)-2P1-D05(4)

  • [雑誌論文] 人間-機械協調型組み立てロボットを用いた位置決め作業における人間行動の区分線形モデルの構築2006

    • 著者名/発表者名
      奥田 裕之, 早川 聡一郎, 鈴木 達也, 土田 縫夫
    • 雑誌名

      第6回計測自動制御学会制御部門大会資料

      ページ: 859-862

  • [雑誌論文] 人間-機械協調型ロボットを用いた位置決め作業における作業者の区分アフィンモデルの構築2006

    • 著者名/発表者名
      奥田 裕之, 早川 聡一郎, 鈴木 達也, 土田 縫夫
    • 雑誌名

      平成18年度電気学会産業応用部門大会ヤングエンジニアポスターコンペティション講演論文集

      ページ: 92

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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