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.

我们为橡胶人造肌肉机器人开发了一级自由控制系统，并研究了其收缩力特征。结果，我们确认存在一个所谓的合规性特征，在同一内部压力下收缩率更改时，收缩率会发生变化，并且发现当内部压力较高时，合规性特征很小，并且当内部压力较低时，合规性很大。使用这种特征，我们进行了一个实验，其中机器人执行类似人类的定位运动。我们还实现了类似于人类上肢的上肢运动的特征，当定位较低时定位精度很高时，该特征很低。接下来，我们特别研究了手工运动的特征，目的是分析人类协调运动的特征。结果，运动学特性和阻抗特性类似于转移侧执行高度准确的定位运动的特性。可以证实，可以近似橡胶人造肌肉机器人的运动学和合规性。结果表明，可以使用具有通过点的最小垂死性能模型的优化原理对接收器进行建模。还认为两侧的合作特征是传递侧线性地将对象延伸到接收器侧上肢的操纵水平处于最高水平的位置，从而易于在传输侧执行接收动作。此外，发现转移的时机取决于两组测试对象，并且可以分为三个，具体取决于一个是接收器或转移侧。当将这些特征应用于机器人并实现人类和机器人之间的手撇子行为时，机器人必须掌握人类特征，在少数试验中，这三个特征中的三个特征，并自适应地改变了动作以适合这种类型。