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2012 年度 実績報告書

ハイブリッドシステム論に基づく行動支援制御系の設計

研究課題

研究課題/領域番号 22360170
研究機関名古屋大学

研究代表者

鈴木 達也  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50235967)

研究分担者 田崎 勇一  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10547433)
稲垣 伸吉  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (80362276)
研究期間 (年度) 2010-10-20 – 2013-03-31
キーワード行動支援 / ハイブリッドシステム / モデル予測制御
研究概要

本研究では、人間と機械が判断特性を共有するという設計原理と人間行動のハイブリッドシステムモデルに立脚した統合型の行動支援制御系の設計論創出を主目的とした。具体的な成果は以下の通りである。
(1) ハイブリッドシステムモデルにおいて、モード遷移条件(判断特性)が観測変数に依存した確率的な不確かさを含むモデルについて考察し、より人間の行動解析を意識した新たなモデルおよびパラメータ推定手法を考案した。 (2) 各モードにおける動作支援制御器を最適化指標に基づいて設計し、行動データより得られた人間の判断特性(モード遷移条件)と統合して支援制御器に実装することで判断特性共有型行動支援制御系を実現した。各モードにおけるアシスト量の設計に際しては、Mixed Logical Dynamical System (MLDS)表現と呼ばれるハイブリッドシステム固有の数理表現を導入し、混合整数計画法をベースとした最適化手法を適用することで、最適なアシスト量を設計した。(3) 行動データに基づいて設計した判断特性共有型行動支援制御系のロバスト性能や未知環境への適応能力について検証した。また、視線、筋電位、心拍等の生体情報を取り込み、提案手法のエビデンスを確立し、人間と支援制御器の親和性をより高める方策を考案した。(4) 自動車運転行動、人間協調型ロボット等を対象として、提案する設計論の妥当性を立証した。
本成果により、人間と支援制御器の判断特性の不整合により引き起こされるオートメーションサプライズの問題が解決される糸口を見いだせた。また各個人の特性、すなわち個性を考慮したより積極的なアシストが可能となり、安全性の観点から保守的な立場をとらざるを得なかった行動支援制御系設計問題に新たなブレークスルーをもたらす可能性を示唆できた。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Modeling and Analysis of Driving Behavior Based on a Probability-Weighted ARX Model2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okuda
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems

      巻: Vol.14 ページ: pp.98-112

    • DOI

      10.1109/TITS.2012.2207893

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fatigue Recognition Using EMG Signals and Stochastic Switched ARX Model2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okuda
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: Vol.7 ページ: pp.574-582

    • DOI

      10.1002/tee.21775

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 未知環境下の移動ロボットによる可変分解能グラフ地図の自律生成2012

    • 著者名/発表者名
      項警宇
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D分冊

      巻: Vol.132 ページ: pp.808-816

    • DOI

      10.154/ieejias.132.808

    • 査読あり
  • [学会発表] Evaluation of Decision-Making Ability in Car Driving while Operating Interior Devices Based on Probability-Weighted ARX Models2012

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kondo
    • 学会等名
      ITS World Congress
    • 発表場所
      Vienna
    • 年月日
      20121022-20121026
  • [学会発表] Hierarchical Modeling of Obstacle Avoidance and Steering Behavior2012

    • 著者名/発表者名
      Kenta Maeda
    • 学会等名
      ITS World Congress
    • 発表場所
      Vienna
    • 年月日
      20121022-20121026
  • [学会発表] Variable-resolution State Roadmap Generation Considering Safety Constraints for Car-like Robot2012

    • 著者名/発表者名
      Jingyu Xiang
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics
    • 発表場所
      Seoul
    • 年月日
      20121014-20121017
  • [学会発表] Steering Assisting System for Obstacle Avoidance Based on Personalized Potential Field2012

    • 著者名/発表者名
      Noriyasu Noto
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Intelligent Transportation Systems
    • 発表場所
      Anchorage
    • 年月日
      20120916-20120919

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公開日: 2014-07-24  

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