| 講演名 | 2020-03-04 運動時間を含むヴァイオリン擬似運弓動作を生成する数理モデル 木村 安伸(群馬大), 松井 利一(群馬大), |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | 本研究では，ヴァイオリン運弓動作のように直線的な手先軌跡が要求される拘束到達運動を多様な運動時間で生成可能な最適制御モデルを構築し，その有効性を検証すると同時に，直線手先軌跡を描くための運動規範について検討する．具体的には，手関節フリージング機構を特徴とする従来の3関節腕最適制御モデルの評価関数に，手先の直線的な動きを評価する拘束条件と運動時間最適化項を導入する．そして，直線手先軌跡を描くための運動規範をモデルの観点から検討する．その結果，(1) 手関節角がほとんど動かない通常の非拘束到達運動とは異なり，直線軌跡を描く拘束到達運動では，運動中に手関節角が大きく変化すること，(2) 本提案モデルは，始点と目標点を結ぶ直線手先軌跡を持つ擬似運弓動作を多様な運動時間（運動速度）で生成すること，(3) トルク変化最小規範は，すべての実測擬似運弓動作の再現は可能にしないが，エネルギー最小規範は，すべての実測擬似運弓動作の再現を可能にすることが示される．上記結果は，本提案モデルが，ヴァイオリン運弓動作の様な直線手先軌跡を生成する腕運動制御機構のモデルとして有効であり，エネルギー最小規範に基づく可能性を示唆する． |
| 抄録(英) | This research formulates a mathematical model for generating violin bowing-like movements with various movement durations, and discusses the model’s effectiveness and the strategy underlying the human arm’s control mechanism. Actually, two factors are incorporated into the criterion function of the previous three-joint arm model with a freezing-like mechanism in its hand joint: a constrained condition for evaluating linearity of the hand path and an additional term for evaluating movement duration. Consequently, the following results are obtained: (1) the measured hand-joint angle changes quite a bit during movements contrary to unconstrained reaching movements; (2) the proposed model can generate hand paths close to the straight line connecting the start and target points with various movement durations (or speeds); (3) the minimum torque-change strategy does not always enable reproductions of all measured trajectories, whereas the minimum energy strategy enables reproductions of all measured trajectories. The above results suggest that the proposed model can be a plausible model of the human violin bowing mechanism, and that the human arm’s control mechanism can be subject to energy minimizing strategy. |
| キーワード(和) | ヴァイオリン / 擬似運弓動作 / 直線軌跡 / 運動時間最適化 / エネルギー最小 / トルク変化最小 |
| キーワード(英) | Violin / Pseudo bowing movement / Straight hand path / Movement duration optimization / Energy minimization / Torque change minimization |
| 資料番号 | NC2019-83 |
| 発行日 | 2020-02-26 (NC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC / MBE |
|---|---|
| 開催期間 | 2020/3/4(から3日開催) |
| 開催地（和） | 電気通信大学 |
| 開催地（英） | University of Electro Communications |
| テーマ（和） | NC, ME, 一般 |
| テーマ（英） | Neuro Computing, Medical Engineering, etc. |
| 委員長氏名（和） | 庄野 逸(電通大) / 野村 泰伸(阪大) |
| 委員長氏名（英） | Hayaru Shouno(UEC) / Taishin Nomura(Osaka Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 鮫島 和行(玉川大) / 渡邊 高志(東北大) |
| 副委員長氏名（英） | Kazuyuki Samejima(Tamagawa Univ) / Takashi Watanabe(Tohoku Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 吉本 潤一郎(奈良先端大) / 安部川 直稔(NTT) / 伊良皆 啓治(九大) |
| 幹事氏名（英） | Junichiro Yoshimoto(NAIST) / Naotoshi Abekawa(NTT) / Keiji Iramina(Kyushu Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 篠崎 隆志(NICT) / 瀧山 健(東京農工大) / 鈴木 康之(阪大) / 辛島 彰洋(東北工大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takashi Shinozaki(NICT) / Ken Takiyama(TUAT) / Yasuyuki Suzuki(Osaka Univ.) / Akihiro Karashima(Tohoku Inst. of Tech.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Neurocomputing / Technical Committee on ME and Bio Cybernetics |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 運動時間を含むヴァイオリン擬似運弓動作を生成する数理モデル |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Mathematical Model for Generating Pseudo Violin-Bowing Movements Including Their Movement Duration |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ヴァイオリン / Violin |
| キーワード(2)（和/英） | 擬似運弓動作 / Pseudo bowing movement |
| キーワード(3)（和/英） | 直線軌跡 / Straight hand path |
| キーワード(4)（和/英） | 運動時間最適化 / Movement duration optimization |
| キーワード(5)（和/英） | エネルギー最小 / Energy minimization |
| キーワード(6)（和/英） | トルク変化最小 / Torque change minimization |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 木村 安伸 / Yasunobu Kimura |
| 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） | 松井 利一 / Toshikazu Matsui |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 群馬大学(略称：群馬大) Gunma University(略称：Gunma Univ) |
| 発表年月日 | 2020-03-04 |
| 資料番号 | NC2019-83 |
| 巻番号（vol） | vol.119 |
| 号番号（no） | NC-453 |
| ページ範囲 | pp.45-50(NC), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2020-02-26 (NC) |