| 研究課題/領域番号 |
24656260
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
平田 泰久 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20323040)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 制御工学 / 知能機械 / 人間支援システム |
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| 研究概要 |
本研究では，ハプティックデバイスを用いて実際のスポーツにおける動作速度と同等な運動支援を実現することを目指す．高速度で駆動するシステムでは，その慣性力が大きくなることやアクチュエータの出力が大きくなることから安全性の確保が容易ではない．そこで本研究では，様々なスポーツにおける高速度かつ高安全な運動支援を可能とするブレーキ制御に基づいた新しいワイヤ型パッシブ運動支援システムの研究開発を行う．本年度は，まず平面内において人間の運動を支援するシステムの開発を行い，そのプロトタイプを基に，ブレーキ制御条件の理論的解析や運動支援のための基盤制御技術を研究開発した．具体的には，ブレーキ機能付きワイヤユニットを開発し，パッシブ型運動支援システムのプロトタイプを開発した．次にブレーキ制御条件の理論的解析を行い，ワイヤの配置や人間の加える力の向きなどに基づいて，ブレーキ力の発生できる領域がどのように変化し，その領域に基づいて運動支援を実現するための制御性能がどのように変化するかを理論的に解析した．運動支援を実現するためには，ワイヤによって拘束された操作点をある軌跡に追従させることや，その操作点に力覚情報などを提示することが求められる．ブレーキ制御に基づいてこのような様々な運動制御を実現するために，単にサーボモータを利用したロボットの運動制御技術の応用ではなく，利用者が操作点に加える外力の情報とブレーキ力が発生できる領域とを考慮した新しい人間協調型ブレーキ制御基盤技術を構築した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は計画通り複数のブレーキユニットを開発することができ，それを基に平面内で人間を支援するシステムやその制御手法の構築が実現できた．複数のブレーキユニットを開発したことにより，次年度以降に３次元空間での支援にも容易に拡張が可能である．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は開発したシステムの運動制御性能について解析を行うことでシステムの設計論の確立を目指す．また，パウダーブレーキやMRブレーキといった磁性紛体・流体を使ったサーボブレーキではなく，低消費電力かつ高応答性を実現できる回生ブレーキの使用を考慮し，その使用方法・性能などに関する基礎的な検討を行う．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
次年度使用額は，今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり，平成２５年度請求額とあわせて，平成２５年度の研究遂行に使用する予定である．
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