お知らせ 研究会の開催と会場に参加される皆様へのお願い(2020年7月開催~)
電子情報通信学会 研究会発表申込システム
講演論文 詳細
技報閲覧サービス
[ログイン]
技報アーカイブ
 トップに戻る 前のページに戻る   [Japanese] / [English] 

講演抄録/キーワード
講演名 2019-07-30 15:15
[招待講演]リズム運動における位相リセット制御の機能的役割とその工学的応用 ~ 歩行制御に最適な位相反応曲線の数理設計 ~
中田一紀筑波技大)・三浦佳二関西学院大CAS2019-9 VLD2019-15 SIP2019-25 MSS2019-9
抄録 (和) 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を与えることによって周期運動の位相をシフトさせて,それによりたとえば不安定状態から安定状態への速やかな遷移を促すことで動的安定性を実現するものである.位相リセット制御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(PRC)がある.先行研究において,歩行運動において位相リセットを最適化するPRCは双峰性となることが示されている.本発表では,数理的な視点から双峰性のPRCが生じる理由について考察する.まず,非線形振動子モデルと位相興奮性素子モデルをリズム運動を司るCentral Pattern Generator(CPG)のモデルとして考える.次に,CPG制御器と制御対象となるジョイントアクチュエータからなるフィードバックシステムを構成し,それぞれのダイナミクスと位相応答特性を比較する.さらに,PRCの解析解を求めそれを系統的に調べることで,双峰性のPRCを生じる条件について明らかにする.ここでは,従来の摂動論的な解析手法(摂動法,平均化法,調和平衡法,記述関数法)と本研究で提案する解析手法の関係について示すとともに,その拡張性について考察する.特に,1自由度システムから多自由度システムに解析対象を拡大し,歩行ロボットやロボットアームの解析に適用する試みについて示す.
それらの結果に基づいて,歩行運動における位相リセット制御機構の最適設計について展望する. 
(英) Possible functional roles of the phase resetting control during rhythmic movements have attracted much attention. The phase resetting control is a control mechanism, in which the phase shift of periodic movement is induced depending on the timing of a given perturbation, leading to the dynamical stability. The phase response curve (PRC) is known to quantitatively evaluate the phase shift in the phase resetting control.
It is found that an optimal PRC for bipedal walking becomes bimodal.
From a mathematical point of view, we consider how such characteristics can be obtained. First, we assumed a nonlinear oscillator and a phase excitable element as a model of Central Pattern Generator for controlling rhythmic movements. Second, we constructed feedback control systems by combining them with joint actuators. Next, we numerically computed PRCs of such systems and compared their dynamics and resulting PRCs. We further derived analytical solutions of the PRCs approximately and investigated them systematically. From the results, we clarify the occurring conditions of the bimodal PRCs. Here we show the relationship between the conventional analysis based on perturbation methods and our analysis, and consider the extensibility of our approach. In fact, we expand our approach to apply it from one degree-of-freedom systems to multiple degrees-of-freedom systems, such as walking robots and robot arms. Finally, we discuss the optimal design of phase resetting control mechanism bipedal walking.
キーワード (和) 位相リセット制御 / リズム運動 / Central Pattern Generator (CPG) / 位相反応曲線 / 位相縮約 / 記述関数 / /  
(英) Phase Resetting Control / Rhythmic Movements / Central Pattern Generator (CPG) / Phase Response Curve (PRC) / Phase Reduction / Describing Function / /  
文献情報 信学技報, vol. 119, no. 156, MSS2019-9, pp. 39-39, 2019年7月.
資料番号 MSS2019-9 
発行日 2019-07-23 (CAS, VLD, SIP, MSS) 
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 CAS2019-9 VLD2019-15 SIP2019-25 MSS2019-9

研究会情報
研究会 MSS CAS SIP VLD  
開催期間 2019-07-30 - 2019-07-31 
開催地(和) 岩手大学 
開催地(英) Iwate Univ. 
テーマ(和) システムと信号処理および一般 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 MSS 
会議コード 2019-07-MSS-CAS-SIP-VLD 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) リズム運動における位相リセット制御の機能的役割とその工学的応用 
サブタイトル(和) 歩行制御に最適な位相反応曲線の数理設計 
タイトル(英) Functional Roles of Phase Resetting Control in Rhythmic Movements and their Engineering Applications 
サブタイトル(英) Mathematical Design of an Optimal Phase Response Curve for Walking Control 
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) リズム運動 / Rhythmic Movements  
キーワード(3)(和/英) Central Pattern Generator (CPG) / Central Pattern Generator (CPG)  
キーワード(4)(和/英) 位相反応曲線 / Phase Response Curve (PRC)  
キーワード(5)(和/英) 位相縮約 / Phase Reduction  
キーワード(6)(和/英) 記述関数 / Describing 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) 中田 一紀 / Kazuki Nakada / ナカダ カズキ
第1著者 所属(和/英) 筑波技術大学 (略称: 筑波技大)
Tsukuba University of Technology (略称: Tsukuba Univ. Tech..)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 三浦 佳二 / Keiji Miura / ミウラ ケイジ
第2著者 所属(和/英) 関西学院大学 (略称: 関西学院大)
Kwansei Gakuin University (略称: Kwansei Gakuin Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第3著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第4著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第5著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第5著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第6著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第6著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第7著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第7著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第8著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第8著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第9著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第9著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第10著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第10著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第11著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第11著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第12著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第12著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第13著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第13著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第14著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第14著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第15著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第15著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第16著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第16著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第17著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第17著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第18著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第18著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第19著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第19著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第20著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第20著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
講演者
発表日時 2019-07-30 15:15:00 
発表時間 50 
申込先研究会 MSS 
資料番号 IEICE-CAS2019-9,IEICE-VLD2019-15,IEICE-SIP2019-25,IEICE-MSS2019-9 
巻番号(vol) IEICE-119 
号番号(no) no.153(CAS), no.154(VLD), no.155(SIP), no.156(MSS) 
ページ範囲 p.39 
ページ数 IEICE-1 
発行日 IEICE-CAS-2019-07-23,IEICE-VLD-2019-07-23,IEICE-SIP-2019-07-23,IEICE-MSS-2019-07-23 


[研究会発表申込システムのトップページに戻る]

[電子情報通信学会ホームページ]


IEICE / 電子情報通信学会