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2011 年度 実績報告書

新駆動機構の提案による全方向移動ビークルの最適統合化制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21360108
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

寺嶋 一彦  豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60159043)

研究分担者 鈴木 重行  名古屋大学, 医学部, 教授 (60179215)
野田 善之  山梨大学, 大学院・医学工学総合教育部, 准教授 (60426492)
キーワード全方向車椅子 / 差動駆動操舵機構 / パワーシスト / 人と機械のベストマッチング / オートチューニング / 介護者 / 電動車いす / ファジィ制御
研究概要

前年度までにおいて開発した車椅子は、制御システムが介護者の癖に合わせる形でチューニングシステムを構築している。しかし、操作に慣れていない初心者は、試行錯誤的に車椅子を操作し、徐々に上達していくため、ハンドルを操作する力の入れ方が変化してしまう。これにより、最初に決めたファジィパラメータでは操作性が悪化してしまう恐れがあり、この場合、再度チューニングが必要となる。介護者が心身ともに心地よく車椅子を操作するためには、介護者の操作熟練度(慣れ)に応じて機械が自動的に人間に合わせてくれ、さらに介護者の操作熟練度を向上させる仕組が必要である。操作熟練度は、同一動作に対しての操作力のばらつきで表すことができると考えられ、習熟するにつれてばらつきは小さくなる。本研究では、人間が機械に合わせるには限界があり、一方、機械が人間に合わせるにも、ハードウエア、ソフト上の複雑さにより実用的には限界があることから、両者の長所をとり、ベストマッチングした人間機械共存システムを究明することを目的に、車椅子だけでなく介護者の操作熟練度も制御システムの一部として組み込み、人間と機械のベストマッチングしたインテリジェントアシストシステムの構築を行った。それには、手振れの振動の統計解析を行ない、パワーアシストのフィルタゲインを操作者の熟練度に最適に適応させることで、よいマッチングが得られる制御システムを構築した。
全方向車いすのいろいろな場所での実地試験およびアンケート調査を行い、車いすの評価を行った。
比較的良好な結果を得ることができた。ただし、チューニングに時間がかかるため、今後その点については改善が必要である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Design and Control for Collision Avoidance of Power-assisted Omni-directional Mobile Wheelchair System2011

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ueno, Hideo Kitagawa, Kiyoaki Kakihara, Kazuhiko Terashima
    • 雑誌名

      2011 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII2011)

      巻: I ページ: 902-907

    • 査読あり
  • [学会発表] 障害物衝突防止を考慮した全方向移動式パワーアシストベッドの構築2011

    • 著者名/発表者名
      上野祐樹, 北川秀夫, 柿原清章, 榊原利夫, 山本孝之, 寺嶋一彦
    • 学会等名
      第12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
    • 発表場所
      京都大学(京都市)
    • 年月日
      2011-12-25
  • [学会発表] 全方向移動式パワーアシストベッドにおける狭路走行時の障害物衝突防止システムの構築2011

    • 著者名/発表者名
      上野祐樹, 北川秀夫, 柿原清章, 榊原利夫, 山本孝之, 寺嶋一彦
    • 学会等名
      第54回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学(愛知県豊橋市)
    • 年月日
      2011-11-20
  • [学会発表] Development of Collision Avoidance Supporting System for Power Assist System in Omni-directional Mobile Robot2011

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ueno, Kazuhiko Terashima, Hideo Ki tagawa, Kiyoaki Kakihara
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2011
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] 障害物衝突回避を考慮した全方向移動車椅子のためのパワーアシストシステムの構築2011

    • 著者名/発表者名
      上野祐樹, 野田善之, 北川秀夫, 柿原清章, 寺嶋一彦
    • 学会等名
      第29回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京都江東区)
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] 省エネルギー化が可能な差動駆動操舵機構による全方向移動ベッドのパワーアシスト制御2011

    • 著者名/発表者名
      上野祐樹, 寺嶋一彦, 北川秀夫, 柿原清章
    • 学会等名
      第55回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪市)
    • 年月日
      2011-05-17

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公開日: 2013-06-26  

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