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講演抄録/キーワード
講演名 2015-11-21 10:00
ヒト腕の到達運動制御機構における障害物回避戦略の検討
松井利一岡部裕樹今井慎弥群馬大MBE2015-56
抄録 (和) 本研究では,我々が定式化した3関節腕運動最適制御モデルに視覚空間における2つの回避条件を導入することにより,手先が障害物を回避して目標点に達する動作を再現する最適制御モデルを構築し,提案モデルの回避動作再現性能を検証する.第1の回避条件は,始点と目標点を結ぶ直線に平行で回避距離だけ離れた直線(回避直線)に手先が接する条件であり,第2の回避条件は,手先と回避直線の接する位置を障害物位置から予測する条件である.その結果,(1) 導入した2つの回避条件により,実測と同様の回避動作が再現可能であること,(2) 手先が回避直線に接する時間(回避時間)には,評価関数を最小にする最適値(最適回避時間)が存在すること,(3) トルク変化最小規範から予測された回避動作軌道は,エネルギー最小規範の場合よりも実測軌道との一致性が高く,この差は手関節角度の再現性能に依存することが示される.以上の結果は,本提案モデルに導入した回避条件の有効性を示唆すると同時に,ヒト腕の回避動作機構ではトルク変化最小規範が有効に機能している可能性を示唆する. 
(英) This research formulates a new optimal control model for reproducing human arm’s obstacle-avoiding movements through incorporating two kinds of obstacle-avoiding conditions into the three-joint arm’s optimal control model and examines the model’s performance. The first condition is that the hand path is tangent at an avoiding time to the avoiding line that is parallel to the line connecting the start and final points. The second condition is that the tangent point, i.e., the avoiding point, involves the position of the obstacle deeply. Consequently, the following results are obtained: (1) the proposed model can generate obstacle-avoiding movements similar to measured ones under the two avoiding conditions; (2) there exists the optimal avoiding time to minimize the model’s criterion function; (3) the model’s optimal obstacle-avoiding trajectories based on torque-change minimization agrees better with the measured ones than those based on energy minimization. These results suggest that the model’s avoiding conditions can be valid in reproducing human arm’s obstacle-avoiding movements and that the human arm’s obstacle-avoiding mechanism can function based on torque-change minimization.
キーワード (和) 3関節腕 / 最適制御 / 障害物回避運動 / 障害物回避条件 / 回避直線 / 回避距離 / 回避時間 / 回避点  
(英) Three-joint arm / Optimal control model / Obstacle avoiding movement / Obstacle avoiding condition / Avoiding line / Avoiding distance / Avoiding time / Avoiding point  
文献情報 信学技報, vol. 115, no. 317, MBE2015-56, pp. 17-22, 2015年11月.
資料番号 MBE2015-56 
発行日 2015-11-13 (MBE) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
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PDFダウンロード MBE2015-56

研究会情報
研究会 MBE NC  
開催期間 2015-11-20 - 2015-11-21 
開催地(和) 東北大学 
開催地(英) Tohoku University 
テーマ(和) BCI/BMIとその周辺, 一般 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 MBE 
会議コード 2015-11-MBE-NC 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) ヒト腕の到達運動制御機構における障害物回避戦略の検討 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Obstacle-Avoiding Strategy in Human Three-Joint Arm's Reaching Movement Mechanism 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 3関節腕 / Three-joint arm  
キーワード(2)(和/英) 最適制御 / Optimal control model  
キーワード(3)(和/英) 障害物回避運動 / Obstacle avoiding movement  
キーワード(4)(和/英) 障害物回避条件 / Obstacle avoiding condition  
キーワード(5)(和/英) 回避直線 / Avoiding line  
キーワード(6)(和/英) 回避距離 / Avoiding distance  
キーワード(7)(和/英) 回避時間 / Avoiding time  
キーワード(8)(和/英) 回避点 / Avoiding point  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 松井 利一 / Toshikazu Matsui / マツイ トシカズ
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) 岡部 裕樹 / Hiroki Okabe / オカベ ヒロキ
第2著者 所属(和/英) 群馬大学 (略称: 群馬大)
Gunma University (略称: Gunma Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 今井 慎弥 / Shin-ya Imai / イマイ シンヤ
第3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 2015-11-21 10:00:00 
発表時間 25 
申込先研究会 MBE 
資料番号 IEICE-MBE2015-56 
巻番号(vol) IEICE-115 
号番号(no) no.317 
ページ範囲 pp.17-22 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-MBE-2015-11-13 


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