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2020 年度 実施状況報告書

周期運動に対するパワーアシスト制御:ヒトを含めた人間-機械システム全体の最適化

研究課題

研究課題/領域番号 19K15018
研究機関福岡大学

研究代表者

畑田 和良  福岡大学, 工学部, 助教 (10709356)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードパワーアシスト制御 / 周期運動
研究実績の概要

2020年度は主として, ヒトの姿勢を含めた自転車ペダリング運動に対するアシストの最適化に用いる実験機の作製をおこなった. 2020年度内に, クランク角・ペダリングトルク・サドル高の計測, アシスト用モータのトルク制御・サドル高さの制御が可能となっている. この装置を利用して, 時変季節性 AR モデルに基づく短時間先のペダリングトルクの予測に用いる基礎的なデータの収集をおこなった.
また, ある範囲内におけるヒトの状態の変化を許容するアシスト制御の派生として, 魚眼レンズを用いて撮影した歪みのある画像情報に基づく倒立振子の安定化制御について研究した. 既に, 画像に歪が内在することを前提とした場合に安定化を達成した成果を国際会議 (The 2020 7th International Conference on Control, Decision and Information Technologies (CoDIT20)) で発表した. さらに, ある範囲内の任意の歪みを許容する場合の安定化の研究を進めており, 既に安定化を実現している. 現在は, 本研究の結果を国際学術論文誌へ投稿するための準備を進めている. 同じく派生した研究である, 可変姿勢倒立ロボットに対するスケジューリング変数の不確かさを考慮した LPV 制御に関する研究成果を国内会議 (第29回計測自動制御学会中国支部学術講演会) で第3著者として発表している.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究実績の概要で述べた通り, 派生した研究の成果を国際・国内会議で発表している. また, 国際学術論文誌への投稿の準備を進めている. 一方で, 主課題のパワーアシスト制御については, 研究開始にあたっての研究倫理審査の承認取得に時間を要したこと, また, 承認後に実験機の製作に着手したタイミングでのコロナ渦により実験機の完成が大幅に遅れた. 現状では, ペダリングトルク予測ならびに姿勢変化に対するペダリングトルクの影響の解析のためのデータ取得が可能となった段階であることから, 「やや遅れている」を選択した.

今後の研究の推進方策

既に取得できる状態になっているペダリングデータを用いて, IEEE ICIT 2015 で数値シミュレーションによる検証結果を発表してる時変季節性 AR モデルに基づく短時間先のペダリングトルクの予測の実験を計画している. また, 既存の予測法に誤差修正項を追加することによる予測性能の向上を検討してる.

次年度使用額が生じた理由

(理由)申請時の予算から減額されたことにより, 実験機製作の計画を変更する必要があった. また, コロナ渦による研究の遅延により, 学術論文誌への投稿や学術会議での発表を延期することとなった.
(理由)実験機の機能追加に必要な消耗品の購入を予定している. また, 学術雑誌の投稿に必要な経費や学術会議の参加費での使用を計画している.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2020

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Synthesis of a Visual Feedback Stabilizing Controller for an Inverted Pendulum Using a Fisheye Lens2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Hatada, Kentaro Hirata and Yoichiro Masui
    • 学会等名
      The 2020 7th International Conference on Control, Decision and Information Technologies (CoDIT 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] 可変姿勢倒立ロボットに対するスケジューリング変数の不確かさを考慮した LPV 制御2020

    • 著者名/発表者名
      田代 海斗, 増井 詠一郎, 畑田 和良, 浅川 貴史
    • 学会等名
      第29回計測自動制御学会中国支部 学術講演会

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公開日: 2021-12-27  

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