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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2017-06-29 15:00 ［依頼講演］位相リセット制御の最適化と歩行制御への応用 ○中田一紀（広島市大）  CCS2017-4 |
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| 抄録 | （和） | 近年，歩行運動をはじめとするリズム運動における，位相リセット制御の機能的役割が着目されている．位相リセット制御とは，リズム運動中に摂動が生じたときに，そのタイミングに応じてリズム運動の位相をシフトさせることによって，系を不安定状態から安定状態に速やかに遷移させる制御機構のことである．位相リセットにおける位相シフトを定量的に評価するものとして，位相反応曲線（Phase Response Curve; PRC）が知られている．先行研究において，歩行運動に最適なPRC が強化学習により獲得されており，一般的なリミットサイクル振動子のPRC とは異なる双峰性の特性となることが示されている．このことは実験的に得られた実測結果とも整合している．しかし，なぜそのような特性が得られるかは明らかにされていない．そこで本研究では，歩行運動に最適なPRC が生じる条件を数理的な視点から考察したい．まず，リズム運動を司るCentral Pattern Generator（CPG）のモデルとして，区分線形振動子と位相神経素子を考え，それらと単振子や二重振子を組み合わせたフィードバックシステムを構成する．次に，それらのシステムのPRC を数値的に求め，双峰性の特性となることを示す．これらの結果から，リズム運動に最適なPRC が得られるための条件について議論したい． |
| （英） | Recently, the functional role of the phase resetting control during rhythmic movement including walking has been focused. The phase resetting control is a control mechanism, in which the phase shift of rhythmic movement is induced depending on the timing of a given perturbation, leading to a rapid transition from an unstable state to a stable state of the system. The phase response curve (PRC) is known to quantitatively evaluate the phase shift in the phase resetting control. In previous works, it is shown that an optimum PRC for bipedal walking can be acquired by reinforcement learning, and it becomes bimodal as different from major PRCs of a general class of limit cycle oscillators. This result is consistent with measured results obtained from experiments. However, it has still not been clarified how such characteristics are obtained. In this report, we consider the condition under which an optimal PRC for walking is obtained from a mathematical point of view. First, we consider a piecewise linear oscillator and a phase neural element known as an active rotator as a model of the Central Pattern Generator (CPG) that controls rhythmic movements, and construct feedback control systems by combining them with a single pendulum and a double pendulum. Next, we numerically computed PRCs of these systems and demonstrate that the obtained PRCs becomes bimodal. From these results, we discuss requirements for realizing an optimum PRC for rhythmic movements. | |
| キーワード | （和） | 位相リセット制御 / 位相反応曲線 / 区分線形振動子 / 位相神経素子 / 位相縮約法 / / / |
| （英） | Phase Resetting Control / Phase Response Curve (PRC) / Piecewise Linear Oscillator / Phase Neural Element / Phase Reduction Method / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 117, no. 112, CCS2017-4, pp. 15-20, 2017年6月. | |
| 資料番号 | CCS2017-4 | |
| 発行日 | 2017-06-22 (CCS) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | CCS2017-4 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | CCS |
| 開催期間 | 2017-06-29 - 2017-06-30 |
| 開催地（和） | 茨城大学工学部日立キャンパス |
| 開催地（英） | Ibaraki Univ. |
| テーマ（和） | 相互作用（インタラクション）と情報伝達（コミュニケーション） |
| テーマ（英） | Interaction and Communication, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | CCS |
| 会議コード | 2017-06-CCS |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 位相リセット制御の最適化と歩行制御への応用 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | An Optimization of the Phase Resetting Control and its Application to Walking Control |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 位相リセット制御 / Phase Resetting Control |
| キーワード(2)（和/英） | 位相反応曲線 / Phase Response Curve (PRC) |
| キーワード(3)（和/英） | 区分線形振動子 / Piecewise Linear Oscillator |
| キーワード(4)（和/英） | 位相神経素子 / Phase Neural Element |
| キーワード(5)（和/英） | 位相縮約法 / Phase Reduction Method |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| 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） | 中田 一紀 / Kazuki Nakada / ナカダ カズキ |
| 第1著者 所属（和/英） | 広島市立大学 (略称： 広島市大) Hiroshima City University (略称： Hiroshima City Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | / / |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2017-06-29 15:00:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | CCS |
| 資料番号 | CCS2017-4 |
| 巻番号（vol） | vol.117 |
| 号番号（no） | no.112 |
| ページ範囲 | pp.15-20 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2017-06-22 (CCS) |
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