| 研究課題/領域番号 |
26730110
|
|---|
| 研究機関 | 関西大学 |
|---|
研究代表者 |
朝尾 隆文 関西大学, システム理工学部, 助教 (10454597)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | 運動インピーダンス / パラメータ同定 |
|---|
| 研究実績の概要 |
ヒトは自分の思い描くとおりにハンドル操作を開始するために，把持力を高めて前腕の筋を緊張させることで，手先の剛性，粘性を高め，運動前に腕の応答を良くしていると考えられる．また，何らかの原因でドライバが異常状態ならば，このような操舵のための準備ができていないと考えられる．本研究の目的は，生体電極を使用しない非拘束な状態で，ハンドルの角度とトルクから，ハンドル軸まわりに等価な筋の粘弾性係数を推定し，それとハンドルの把持力の特徴からドライバの操舵意図・状態推定をおこなう技術を開発することである．平成27年度の目的は，前年度に製作した装置，構築したモデルを用いて同定される粘弾性係数の精度を検証することであった．
１．前年度に製作した装置ではノイズが酷く，正確な計測ができないことが発覚した．そこでまず，ノイズ源の探索を実施した．その結果，高電位を使用するモータドライバ側のノイズが，低電位である計測・制御側の配線に影響を及ぼしていることが明らかとなった．そこで，計測・制御側の配線を金属製の制御盤に収納し，再配線をおこなったところ，正常に計測できるようになった．
２．ヒトの筋の緊張にともなって動的に変化する粘性係数，弾性係数はその真値が分らない．そこで，パラメータが既知のおもり，ばねを改修した装置のハンドル部に取り付けた状態で装置を動作させ，データの計測をおこなった．その計測データを用い，最小二乗法で粘性係数，弾性係数を推定したところ，高い精度で同定できることが確認できた．
|
| 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
前年度に製作した装置ではノイズが酷く，正確な計測ができないことが発覚した．そこでまず，ノイズ源の探索を実施した．その結果，高電位を使用するモータドライバ側のノイズが，低電位である計測・制御側の配線に影響を及ぼしていることが明らかとなった．そこで，計測・制御側の配線を金属製の制御盤に収納し，再配線をおこなったところ，正常に計測できるようになった．しかしながら，これらの原因の解明，装置の改修に多くの時間を要した．また，研究代表者は在外研究員として夏までの１年間を海外で過ごしたため，本研究課題にさける時間が少なくなってしまった．以上の理由により，「やや遅れている」状況となっているが，本年度には十分な時間が取れ，また研究協力者である学生を増やすことにより，遅れを取り戻す．
|
| 今後の研究の推進方策 |
ロボット工学の分野で用いられるインピーダンス制御により，ハンドルの見た目の粘弾性係数を変化させた状態でのデータを取得し，動的に変化する粘弾性係数の推定精度を検証する．これは，前年度に改修した装置を用いて実施される．インピーダンス制御により，ステップ状，または正弦波状にインピーダンスを変化させ，動的に変化するインピーダンスの推定精度を検証する．この実験により，変化するインピーダンスに対する推定値の追従性，応答性能が検証される．次に，ヒトがハンドルを握った状態で，力んだり弛緩したりを繰り返し，ヒトの粘弾性の変化が推定できることを確認する．さらに，ヒトのハンドル操作によるトラッキング実験をおこなう．実験で得られたデータから動的に変化するヒトの粘弾性係数の推定をおこなう．次いで，同様なトラッキング操作中の前腕，上腕の8つの筋を計測する実験を実施する．さらに，現有の把持圧計測用グローブを用い，操舵時のヒトの把持力の特性を明らかにする実験をおこなう．計測で得られるハンドル角度，把持力の分布を時系列で比較することにより，操舵時にヒトはどのようにハンドルを握る力を変化させているのかを解明する．研究課題の進捗を取り戻すため，複数の学生を研究協力者として本研究課題に充てる．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
在外研究員として日本を離れていたため，また装置の不具合による進捗の遅れのため，次年度使用額が生じた．
|
| 次年度使用額の使用計画 |
実験のための消耗品の購入，および被験者等への謝金を支出し，データの信頼性向上を高めたいと考えている．また，国内での成果発表および情報収集をおこなう．特に，前年度の繰越金は進捗を早めるための研究協力者への謝金とすることにより，より一層研究の進捗を早める．
|
