機械的ダイナミクスを共有する人間-ロボット共創システムに関する研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17560232
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 稲葉 毅 東海大学, 情報工学部, 助教授 (90242271)
• Keywords: 共創システム / 人間-機械協調 / 握手動作 / 人腕インピーダンス / 随意動作 / モデル化

Research Abstract

本研究では人間とロボットが機械的ダイナミクスを共有しながら互いに影響し合い,結果としてある動作が発生するシステム(共創動作システム)の一形態として握手動作に注目している.本年度は人間同土の握手動作における共創メカニズムを解析し,その結果得られた知見を人間とロボットの共創動作実現へ応用することを目標として,以下のようなモデルやシステム構築および検討を行った.
1.人間の人腕を肩と肘の2関節モデルで表し,人間同土の握手動作を表現できる数式モデルを導出した.そのモデルから,各リンクの長さや慣性質量と,結合機械システムの共振周波数との関連性が考察できるようになった.
2.リアルタイムトラッカーシステムを利用して,人間同土の握手動作時の各関節軌道を実時間で数値データ化するシステムを構築した.そのシステムを用いて,複数組の握手動作のデータ収集を行った.
3.人間とロボットとの握手動作においても,リアルタイムトラッカーシステムを利用することで,人間-ロボット間力だけでなく人間の肘・肩関節の運動もデータ化するシステムを構築した.
4.昨年度得られた知見のひとつの応用例として,人間とロボットとの握手動作において,ロボット側が人間の発生力に対してその位相差をゼロにするように力を発生するアルゴリズムについて検討した.
現在,上記1,2,3で得られたモデルと測定結果,および昨年度の知見を利用して握手動作における共創メカニズムの解析をすすめている.さらに,このメカニズムを上記4で検討したアルゴリズムと組み合わせることで,共創される握手動作の周期や振幅が制御できることを確認する予定である.