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講演抄録/キーワード
講演名 2015-03-17 14:45
ヒト腕到達運動の運動時間最適制御モデルの定式化
関口岳志松井利一群馬大MBE2014-138 NC2014-89
抄録 (和) 我々は,手関節にフリージング機構を導入した3関節腕機構と消費エネルギー最小化規範を組み合わせた3関節腕運動最適制御モデルを構築し,ヒトの2点間到達運動特性の再現に対する有効性を示したが,運動時間は最適化できなかった.本研究では,従来モデルの評価関数に運動時間評価項(運動時間関数と重みの積)を導入し,運動時間の最適化も行える最適制御モデルに拡張する.その結果,(1)提案モデルは,手先軌道と運動時間の両方に対して最適化が可能であること,(2) 実測運動時間と最適予測運動時間の平均誤差を30.5 ms以下にできること,(3) 提案モデルから導出された最適手先軌道は,運動時間関数に関係なく実測軌道と良く一致することが示される.以上の結果は,本提案モデルがヒト腕運動制御機構のより汎用的な数理モデルになり得ること,及び,ヒト腕到達運動の運動時間が時間以外の情報により制御されている可能性を示唆する. 
(英) We have already formulated a human three-joint arm’s optimal control model characterized by its freezing-like mechanism in its hand joint, and have clarified its effectiveness in reproducing human reaching movement trajectories. However, this model cannot optimize the movement time of reaching movements. This research formulates a human three-joint arm’s optimal control model optimizing movement times as well as movement trajectories, and examines its effectiveness. Actually, the proposed model is realized by incorporating a movement-time evaluation term (product of a movement-time function and a weight) into the criterion function of the previous model. Consequently, the following results are obtained: (1) the proposed model can optimize its criterion function with regard to both movement trajectories and movement times of reaching movements; (2) the maximum error between the measured and predicted average movement-times is 30.5 ms for the movement-time function of tf; (3) the model’s predicted movement trajectories agree well with the measured ones regardless of the movement-time functions. These results suggest that the proposed model can be a more effective and plausible model of the human three-joint arm’s control mechanism, and that the movement time of human reaching movements can be adjusted by information except for time such as weight values or joint torques.
キーワード (和) 到達運動 / 最適制御 / 3関節モデル / 運動時間最適化 / 手先軌道最適化 / 運動時間関数 / /  
(英) Reaching movement / Optimal control / Three-joint arm / Movement-time optimization / Movement trajectory optimization / Movement-time function / /  
文献情報 信学技報, vol. 114, no. 514, MBE2014-138, pp. 123-128, 2015年3月.
資料番号 MBE2014-138 
発行日 2015-03-09 (MBE, NC) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
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PDFダウンロード MBE2014-138 NC2014-89

研究会情報
研究会 NC MBE  
開催期間 2015-03-16 - 2015-03-17 
開催地(和) 玉川大学 
開催地(英) Tamagawa University 
テーマ(和) ME,一般 
テーマ(英) ME, etc 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 MBE 
会議コード 2015-03-NC-MBE 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) ヒト腕到達運動の運動時間最適制御モデルの定式化 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Model for Optimizing Movement Time of Human Arm's Reaching Movements 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 到達運動 / Reaching movement  
キーワード(2)(和/英) 最適制御 / Optimal control  
キーワード(3)(和/英) 3関節モデル / Three-joint arm  
キーワード(4)(和/英) 運動時間最適化 / Movement-time optimization  
キーワード(5)(和/英) 手先軌道最適化 / Movement trajectory optimization  
キーワード(6)(和/英) 運動時間関数 / Movement-time function  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 関口 岳志 / Takeshi Sekiguchi / セキグチ タケシ
第1著者 所属(和/英) 群馬大学 (略称: 群馬大)
Gunma University (略称: Gunma Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 松井 利一 / Toshikazu Matsui / マツイ トシカズ
第2著者 所属(和/英) 群馬大学 (略称: 群馬大)
Gunma University (略称: Gunma Univ.)
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講演者
発表日時 2015-03-17 14:45:00 
発表時間 25 
申込先研究会 MBE 
資料番号 IEICE-MBE2014-138,IEICE-NC2014-89 
巻番号(vol) IEICE-114 
号番号(no) no.514(MBE), no.515(NC) 
ページ範囲 pp.123-128 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-MBE-2015-03-09,IEICE-NC-2015-03-09 


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