| 講演名 | 2016-03-22 最適レギュレータによる上肢到達運動の特徴に関する検討 谷合 由章(福井大), 村田 陸人(福井大), 浪花 智英(福井大), |
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| 抄録(和) | 肘の単関節上肢到達運動や，肘と肩の2関節上肢到達運動において，手先位置の標準偏差は運動時間の約半分で最大となり，その後減少する特徴が観察される．さらに，単関節上肢到達運動においては，終点におけるターゲットのサイズが小さくなるにつれて，終点での手先位置の標準偏差もより小さくなることが報告されている．手先位置の標準偏差が運動時間の約半分で最大となる特徴については，iterative linear quadratic Gaussian (iLQG)に基づいて運動指令依存型のノイズを考慮した上で評価関数の期待値を最小にする最適運動が求められ，その特徴を再現することが報告されている．一方，最適レギュレータに基づく検討も行われており，2関節上肢到達運動における手先の速度波形や，手先位置の標準偏差が運動時間の約半分で最大となること，さらには，評価関数における位置の精度に関する重みを大きくするにつれて，終点での手先位置のばらつきが小さくなることも報告されている．しかし，最適レギュレータに基づく手先位置のばらつきが定量的にヒトの運動特徴を再現できるかどうかは確認されておらず，また，手先位置のばらつきが減少する理由について十分な検討は行われていない．そこで本研究では，水平面における単関節上肢到達運動において最適レギュレータに基づく最適な運動を求め，指令依存型のノイズの影響を受けた場合の運動を計算し，ヒトの単関節上肢運動軌道と定量的な比較を行った．その結果，最適レギュレータに基づく運動はヒトの手先の速度だけでなく，手先位置のばらつきについても定量的によく再現できることがわかった． |
| 抄録(英) | In both the one-link and the two-link upper-arm reaching movements, positional variability of the hand trajectories of humans has been reported to exhibit a peak around the middle of the movement duration. Furthermore, in the one-link upper-arm reaching movements, the positional variability increases with a increase in the target size. It has been reported that the optimal trajectories based on iterative linear quadratic Gaussian (iLQG) represent the characteristic of the peak of positional variability. On the other hand, the trajectories based on linear quadratic regulator (LQR) also represent the peak of positional variability and the change of positional variability according to the target size. However, it has not been examined whether the trajectories based on the LQR quantitatively represent the characteristics of positional variability. |
| キーワード(和) | 単関節上肢到達運動 / 最適フィードバック制御 / 最適レギュレータ / 位置のばらつき |
| キーワード(英) | one-link upper-arm reaching movement / optimal feedback control / linear quadratic regulator / positional variability |
| 資料番号 | NC2015-93 |
| 発行日 | 2016-03-15 (NC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MBE / NC |
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| 開催期間 | 2016/3/22(から2日開催) |
| 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） | |
| 委員長氏名（和） | 小林 哲生(京大) / 斎藤 利通(法政大) |
| 委員長氏名（英） | Tetsuo Kobayashi(Kyoto Univ.) / Toshimichi Saito(Hosei Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 福岡 豊(工学院大) / 佐藤 茂雄(東北大) |
| 副委員長氏名（英） | Yutaka Fukuoka(Kogakuin Univ.) / Shigeo Sato(Tohoku Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 中村 和浩(秋田脳研) / 田中 久弥(工学院大) / 堀尾 恵一(九工大) / 田中 宏喜(京都産大) |
| 幹事氏名（英） | Kazuhiro Nakamura(akita noken) / Hisaya Tanaka(Kogakuin Univ.) / Keiichi Horio(Kyushu Inst. of Tech.) / Hiroki Tanaka(Kyoto Sangyo Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 笈田 武範(京大) / 堀江 亮太(芝浦工大) / 神原 裕行(東工大) / 秋間 学尚(東北大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takenori Oida(Kyoto Univ.) / Ryota Horie(Shibaura Inst. of Tech.) / Hiroyuki Kanbara(Tokyo Inst. of Tech.) / Hisanao Akima(Tohoku Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on ME and Bio Cybernetics / Technical Committee on Neurocomputing |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 最適レギュレータによる上肢到達運動の特徴に関する検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Optimal upper-arm reaching trajectory based linear-quadratic regulator |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 単関節上肢到達運動 / one-link upper-arm reaching movement |
| キーワード(2)（和/英） | 最適フィードバック制御 / optimal feedback control |
| キーワード(3)（和/英） | 最適レギュレータ / linear quadratic regulator |
| キーワード(4)（和/英） | 位置のばらつき / positional variability |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 谷合 由章 / Yoshiaki Taniai |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 福井大学(略称：福井大) University of Fukui(略称：Fukui Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 村田 陸人 / Rikuto Murata |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 福井大学(略称：福井大) University of Fukui(略称：Fukui Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 浪花 智英 / Tomohide Naniwa |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 福井大学(略称：福井大) University of Fukui(略称：Fukui Univ.) |
| 発表年月日 | 2016-03-22 |
| 資料番号 | NC2015-93 |
| 巻番号（vol） | vol.115 |
| 号番号（no） | NC-514 |
| ページ範囲 | pp.137-142(NC), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2016-03-15 (NC) |