| 講演名 | 2000/11/17 3次元ヒト腕運動における軌道計画規範の比較検討 山中 和博, 和田 安弘, 川人 光男, |
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| 抄録(和) | 平面上におけるヒト腕の2点間到達運動においては, 手先軌道はほぼ直線であり, 速度波形は単一のピークを持つベル型であることが報告されている.これらの特徴を説明するモデルとして, 最適化原理に基づいた手先躍度最小規範, 関節角躍度最小規範, トルク変化最小規範, 指令トルク変化最小規範が提案されている.その中でも指令トルク変化最小規範はヒト腕の軌道をよく再現することが示されている.しかしながら, 指令トルク変化最小軌道の計算には, 非線型最適化問題を解く必要があり, 平面上の運動に対しても, 安定して指令トルク変化最小軌道を求めることが困難であった.最近, 金子らによって提案されたEuler-Poisson方程式に基づく方法で, 精度が良く, 様々なダイナミクスパラメータや空間位置に対して最適軌道を得ることが可能となった.我々は3次元空間の運動においても, 金子らの方法を応用することによって, 指令トルク変化最小軌道の計算が可能であることを確認した.本報告では, 3次元空間上の2点間到達運動において, 上記規範による予測軌道を, ヒトの計測軌道とを定量的に比較検討し, 指令トルク変化最小規範による予測軌道がもっともヒト腕運動軌道に近い軌道を予測することを報告する. |
| 抄録(英) | The following two characteristics have been well demonstrated about the feature of a point-to-point human arm movement on a plane.(1)The path is a roughly straight line, but is slightly curved.(2)The velocity profile is bell shaped with a single peak.Several models have been proposed to explain these features.Four criteria for trajectory planning based on optimal principles have been proposed.They were the minimum hand jerk criterion, the minimum angle jerk criterion, the minimum torque change criterion, and the minimum commanded torque change criterion.It has shown that trajectories generated by the minimum commanded-torque change model correspond well with measured trajectories in a horizontal and sagittal work space.However, it was very difficult to establish a robust method for obtaining an optimal trajectory based on the minimum commanded torque change criterion because we have to solve a nonlinear, optimization problem.Recently, Kaneko et al, proposed a new method to stably calculate optimal trajectories based on the minimum commanded torque change criterion.The method can obtain trajectories satisfying Euler-Poisson equations with a sufficiently high accuracy.We show that optimal trajectories based on the minimum commanded torque change criterion in three dimensional space can be calculated by applying the method.Finally, we show that the measured trajectory is closest to the minimum commanded torque change trajectory by statistical examination of many point-to-point trajectories in three dimensional space. |
| キーワード(和) | 到達運動 / 最適化規範 / 軌道生成 / 3次元空間 |
| キーワード(英) | point-to-point movement / optimization / trajectory / formation / thee-dimensional space |
| 資料番号 | NC2000-68 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC |
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| 開催期間 | 2000/11/17(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Neurocomputing (NC) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 3次元ヒト腕運動における軌道計画規範の比較検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Quantitative examinations for human arm trajectory planning in three-dimensional space |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 到達運動 / point-to-point movement |
| キーワード(2)（和/英） | 最適化規範 / optimization |
| キーワード(3)（和/英） | 軌道生成 / trajectory |
| キーワード(4)（和/英） | 3次元空間 / formation |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 山中 和博 / Kazuhiro Yamanaka |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 長岡技術科学大学 Nagaoka University of Technology |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 和田 安弘 / Yasuhiro Wada |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 長岡技術科学大学 Nagaoka University of Technology |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 川人 光男 / Mitsuo Kawato |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 科学技術振興事業団創造科学技術推進事業川人学習動態脳プロジェクト : ATR人間情報通信研究所 ERATO Dynamic Brain Project : ATR Human Processing Research Laboratories |
| 発表年月日 | 2000/11/17 |
| 資料番号 | NC2000-68 |
| 巻番号（vol） | vol.100 |
| 号番号（no） | 466 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 8 |
| 発行日 | |