能動的ロボット・ヒューマインタフェースに関する研究

主动人机界面研究

基本信息

批准号：
07750293
负责人：
柴田論
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Ehime 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：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ゴム人工筋ロボットの1自由度制御システムを開発し,その収縮力特性を調べた.その結果,同じ内圧の状態で収縮率を変化させると収縮率も変化するいわゆるコンプライアンス特性があることを確認し,その特性は内圧が高いとコンプライアンスが小さく,内圧が低いとコンプライアンスが大きいことが明らかになった.この特性を利用して,ロボットに人間らしい位置決め動作を行わせる実験を行った.そして,高い精度の位置決め制御を行う場合にはコンプライアンスを低くし,位置決め精度が低い場合にはコンプライアンスを高くするという人間の上肢運動に近い特性を実現することができた.次に,人間同士の協調動作の特性を解析する目的で,特に手渡し動作について実験的にその特性を調べた.その結果,渡し側は高い精度の位置決め動作を行う際と同様の運動学的特性およびインピーダンス特性を示し,ゴム人工筋ロボットでその運動学的特性,コンプライアンス特性を近似できることを確認した.受け取り側は経由点を有する躍度最小モデルという最適化原理でモデル化できることを示した.また,両者の協調特性としては,渡し側は受け取り側上肢の可操作度が最も大きくなる位置へと物体を直線的に差し出し,渡し側の受け取り動作を容易に行えるよう配慮していることが考察された.さらに受け渡しのタイミングは披験者のペアによって異なり,受け側,渡し側のどちらが主体になるかによって3つに分離できることが分かった.これらの特性をロボットに適用して,人間とロボットの手渡し動作を実現する際には,ロボットは数回の試行で人間の特性,すなわち3つのうちどのタイプに属するかを把握し,そのタイプに合うように適応的に動作を変化させていく必要があることが分かった.

我们开发了一种橡胶人工肌肉机器人的单自由度控制系统，并研究了其收缩力特性。结果，我们证实存在所谓的顺应性特性，即当收缩率改变时，收缩率会发生变化。在相同的内压下，我们发现，内压高时，顺应性低，内压低时，顺应性高。利用这一特性，我们进行了实验，制作了机器人。执行类似人类的定位动作。然后，我们能够实现类似于人类上肢运动的特性，例如在进行高精度定位控制时降低顺应性，在定位精度较低时提高顺应性。为了分析协作运动的特性，我们通过实验研究了协作运动的特性。特别是切换运动。结果，我们发现切换侧具有与执行高精度定位运动时相同的运动学和阻抗特性。我们证明了橡胶人工肌肉机器人的运动学特性和柔顺特性是可以近似的。我们还表明，接收方可以使用带路点的最小加加速度模型的优化原理进行建模。至于协调特性，则予以考虑。传手者将物体沿直线呈现至接收者上肢可操作程度最大的位置，使得传手者Sara更容易接收物体。研究发现，交接的时机因受试者对的不同而不同，并且根据是接收者还是交接者负责，可以分为三种类型。通过将这些特性应用于机器人，我们可以研究交接的时间。为了实现这一点，机器人需要通过多次尝试来了解人类的特征，即自己属于这三种类型中的哪一种，然后自适应地改变其动作以匹配。我明白。