人間の上肢インピーダンス特性の解析と人間-ロボット協調系への応用

人体上肢阻抗特性分析及其在人机协作系统中的应用

• 批准号: 09750507
• 负责人: 辻 敏夫
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750507/
• 关键词: 運動制御; インピーダンス; ロボット; 人間; 動特性; 生体工学; 運動制御; インピーダンス; ロボット; 人間; 動特性; 生体工学

本研究では,人間のインピーダンス特性を追値制御実験により推定し,その実験結果を用いて人間-ロボット協調系の訓練システムを構築した.主要な結果は以下の通りである.1. 人間-ロボット制御系における人間オペレータのインピーダンス特性の解析ダイレクトドライブ型リニアモータを制御対象とする人間-ロボット協調作業系を構成し,補償型追値制御系における人間のインピーダンス特性を推定した.その結果,1)制御者は系全体の開ループ特性をほぼ一定に保つよう自らの特性を適応的に変化させていること,2)制御者のインピーダンス特性がロボットのインピーダンスパラメータに応じて適応的に変化すること,3)ロボットが不安定な特性を有する場合でも制御者が系全体をある程度安定化できること,4)制御者の上肢の可変インピーダンス特性が作業成績に大きな影響を与えることなどを明らかにした.2. ニューラルネットを利用した人間-ロボット制御系適応型訓練法の開発人間がロボットを操縦するシステムではその安全な運用や事故防止の観点から,人間の操作技能を向上させるための訓練システムが必要となる.そこで本研究では1.で解析した人間-ロボット系の制御特性に基づいて操作者の制御動作を訓練するためのシステムを開発した.このシステムでは,1)参照モデルとして熟練作業者の動特性モデルを用いているため,訓練目標が明確でまた特定の軌道に限定されない訓練が可能,2)ニューラルネットの学習能力を利用することにより操作者の熟練度に応じた補助が可能,3)操作者は熟練者の制御動作を力感覚を通じてロボットから感じることができるため直感的な訓練が可能などの特徴を備えている.本研究では訓練システムの基本原理を開発するとともにそのプロトタイプを構築し,ある程度の訓練効果が得られることを確認した.今後は,開発した訓練システムのリハビリテーションへの応用を試みるとともに,本研究で明らかにした人間のインピーダンス特性をより積極的に人間-ロボット系で利用する方法を開発したいと考えている.

在这项研究中，通过后续控制实验估算了人类的阻抗特征，并且使用实验结果，构建了人类机器人协作系统的训练系统。主要结果如下：1。对人类机器人控制系统中人类操作员的阻抗特征的分析。构建了人机协作工作系统，以控制直接驱动线性电动机，并估计了人类在补偿控制系统中的阻抗特征。结果，1）控制器自适应地改变了自己的特征，以保持整个系统的开放环特征几乎几乎恒定，2）控制器的阻抗特征根据机器人的阻抗参数自适应地变化，3）控制器可以在一定程度上稳定整个系统，即使机器人具有统一特征，4）跨度的影响力均具有影响力的影响。 2。使用神经网络开发针对人类机器人控制系统的自适应训练方法，在该系统中，人类飞行员机器人，训练系统是必须从安全操作和预防事故的角度提高人类操作技能的必要条件。因此，在这项研究中，开发了一种系统来基于1中分析的人类机器人系统的控制特征来训练操作员的控制动作。在本系统中，1）熟练工人的动态特征模型被用作参考模型，因此可以通过明确的培训目标进行培训，因此可以使用该培训，并且不仅限于特定的轨迹，并且2）操作员可以通过使用该级别的操作员，并且可以根据操作员进行操作，并可以根据操作范围来促进操作范围。熟练人员从机器人到力量的受控行动，因此它具有允许直观训练的特征。在这项研究中，我们开发了训练系统的基本原理，并构建了一个原型，并确认它可以实现一定程度的训练效果。在未来中，我们将尝试使用人类的特征来揭示人类的特征，并且我们将使用人类的特征来实现这种特征，并且我们将实现该方法的特征，并实现了该方法的特征，我们将实现这种特征，并将其置于方法中，并实现了该方法，我们将实现该方法，并将其置于方法中，并实现了训练的特征。系统。