• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実績報告書

手づたえ教示のデータロボティクス

研究課題

研究課題/領域番号 18H03784
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

桂 誠一郎  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00401779)

研究分担者 吉澤 浩志  東京女子医科大学, 医学部, 講師 (70318070)
福澤 一吉  早稲田大学, 文学学術院, 教授 (00156762)
板口 典弘  静岡大学, 情報学部, 助教 (50706637)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード抽象化理工学 / 人間支援 / データロボティクス / 手づたえ教示 / モーションコピーシステム / 要素記述法
研究実績の概要

本研究ではロボットを使用して人間の動作を抽出し、忠実に再現する「モーションコピーシステム」に関する工学基盤を拡張するとともに、手づたえ教示を効率良く実現するためのデータロボティクスの方法論を明らかにすることを目的としており、本年度において次のような研究実績を得ることができた。
1. 「要素記述法」に基づく人間動作データの解析・抽象化に関する検討
物理的な解釈ならびに対話的設計を可能にする独自開発のAIである「要素記述法」に基づき、人間動作データの解析・抽象化に関する検討を行った。研究協力者の所属する産業現場において、熟練技能者による機械の調整作業を抽象化し、自動化に向けた支援が可能であることを確認した。特に、非線形かつさまざまな物理現象の影響を受ける調整作業において、モデルの構造やパラメータが明確化されることで、暗黙知の形式知化へつなげるための有益なツールと成り得ることが確認できた。
2. 運動学習における神経心理学的モデルの構築に向けた被験者試験
手づたえ教示/被教示装置を使用して動作のアシストを行った際の上肢による螺旋軌道の描画タスクの運動学習に関する被験者試験の解析を進め、効果的なアシスト方法を明らかにした。具体的には、自由動作(アシストなし)、軌道の法線方向の拘束アシスト、軌道の法線方向の拘束アシスト+接線方向への力アシスト、軌道への厳密な位置拘束アシストの4種を比較し、学習効果について定量的に解析を行った。
なお、本年度において10回の研究ミーティングを開催し、研究代表者、分担者、協力者間での成果の共有、逐次確認を行い、工学、神経心理学、神経内科学の密な連携の下で研究を推進した。また上記の成果については、IEEEのジャーナルをはじめ、IEEE AMC2020などの国際会議にて発表を行った。さらに、イノベーション・ジャパン、CEATECへの出展を行い、得られた研究成果を広く公表した。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 備考 (3件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Rutgers University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Rutgers University
  • [国際共同研究] RWTH Aachen University(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      RWTH Aachen University
  • [国際共同研究] ヴロツワフ工科大学(ポーランド)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      ヴロツワフ工科大学
  • [雑誌論文] Periodic/Aperiodic Motion Control Using Periodic/Aperiodic Separation Filter2020

    • 著者名/発表者名
      Hisayoshi Muramatsu, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: 67, 9 ページ: 7649-7658

    • DOI

      10.1109/TIE.2019.2942535

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Abstraction of Thermal Welding System based on Element-Description Method2020

    • 著者名/発表者名
      Issei Takeuchi, Masakazu Egawa, Satoshi Nishimura, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 9, 5 ページ: 530-537

    • DOI

      10.1541/ieejjia.9.530

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acoustic Impedance Control for Generating Virtual Wall2020

    • 著者名/発表者名
      Eiji Yokota, Seiichiro Katsura
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 9, 6 ページ: 650-655

    • DOI

      10.1541/ieejjia.19012601

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Performance Improvement of Element Description Method by Artificial Bee Colony Algorithm2021

    • 著者名/発表者名
      Issei Takeuchi, Seiichiro Katsura
    • 学会等名
      The 7th IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, and Motion Control, and Optimization, SAMCON2021-KASHIWA
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling and Control of Vibration Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro Katsura
    • 学会等名
      29th International Symposium on Industrial Electronics, ISIE2020-DELFT
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of the Multi-Layer Observer for a Two-Mass Drive System2020

    • 著者名/発表者名
      Krzysztof Szabat, Anita Tokarczyk, Karol Wrobel, Seiichiro Katsura
    • 学会等名
      29th International Symposium on Industrial Electronics, ISIE2020-DELFT
    • 国際学会
  • [学会発表] Feature Extraction and Generation of Robot Writing Motion Using Encoder-Decoder Based Deep Neural Network2020

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kamigaki, Seiichiro Katsura
    • 学会等名
      16th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control, AMC2020-KRISTIANSAND
    • 国際学会
  • [学会発表] Coactivation Method Based on Common and Differential Modes for Joint Angle Control for Functional Electrical Stimulation Control2020

    • 著者名/発表者名
      Akari Takada, Akira Hirata, Seiichiro Katsura
    • 学会等名
      16th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control, AMC2020-KRISTIANSAND
    • 国際学会
  • [学会発表] Integrated Design of Command/Impedance for Robot Using Tools2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kurumatani, Kodai Fujisaki, Seiichiro Katsura
    • 学会等名
      The SICE Annual Conference 2020, SICE2020-CHIANG MAI
    • 国際学会
  • [学会発表] 書字動作の時系列データベースに基づく軌道と接触力の生成2020

    • 著者名/発表者名
      上柿 雅裕, 桂 誠一郎
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
  • [学会発表] バイオリン自動演奏のための力制御とインピーダンス制御2020

    • 著者名/発表者名
      藤崎 広大, 車谷 大揮, 桂 誠一郎
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
  • [学会発表] 機能的電気刺激による関節角度と剛性の同時制御2020

    • 著者名/発表者名
      髙田 あかり, 桂 誠一郎
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
  • [学会発表] 可変構造弾性アクチュエータを用いた跳躍制御2020

    • 著者名/発表者名
      竹内 政樹, 桂 誠一郎
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
  • [学会発表] 高速2足走行のための4節リンク機構を用いた脚の設計2020

    • 著者名/発表者名
      扇谷 祐仁, 桂 誠一郎
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
  • [学会発表] Applied Abstraction and Integrated Design2020

    • 著者名/発表者名
      桂 誠一郎
    • 学会等名
      ディジタル化社会ものづくり革命 国際シンポジウム
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 力覚を検出・制御するモーションコントロール技術2020

    • 著者名/発表者名
      桂 誠一郎
    • 学会等名
      精密工学会 超精密位置決め専門委員会
    • 招待講演
  • [備考] 慶應義塾大学 理工学部 システムデザイン工学科 桂研究室

    • URL

      https://www.katsura.sd.keio.ac.jp/

  • [備考] 慶應義塾 研究者情報データベース 桂 誠一郎

    • URL

      https://k-ris.keio.ac.jp/html/100011690_ja.html

  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/s.katsura

  • [学会・シンポジウム開催] ディジタル化社会ものづくり革命 国際シンポジウム2020

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi