| 講演名 | 2015-03-17 ヒト腕到達運動の運動時間最適制御モデルの定式化 関口 岳志, 松井 利一, |
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| 抄録(和) | 我々は,手関節にフリージング機構を導入した3関節腕機構と消費エネルギー最小化規範を組み合わせた3関節腕運動最適制御モデルを構築し,ヒトの2点間到達運動特性の再現に対する有効性を示したが,運動時間は最適化できなかった.本研究では,従来モデルの評価関数に運動時間評価項(運動時間関数と重みの積)を導入し,運動時間の最適化も行える最適制御モデルに拡張する.その結果,(1)提案モデルは,手先軌道と運動時間の両方に対して最適化が可能であること,(2)実測運動時間と最適予測運動時間の平均誤差を30.5ms以下にできること,(3)提案モデルから導出された最適手先軌道は,運動時間関数に関係なく実測軌道と良く一致することが示される.以上の結果は,本提案モデルがヒト腕運動制御機構のより汎用的な数理モデルになり得ること,及び,ヒト腕到達運動の運動時間が時間以外の情報により制御されている可能性を示唆する. |
| 抄録(英) | We have already formulated a human three joint arm's optimal control model characterized by its freezing-like mechanism in its hand joint, and have clarified its effectiveness in reproducing human reaching movement trajectories. However, this model cannot optimize the movement time of reaching movements. This research formulates a human three joint arm's optimal control model optimizing movement times as well as movement trajectories, and examines its effectiveness. Actually, the proposed model is realized by incorporating a movement-time evaluation term (product of a movement-time function and a weight) into the criterion function of the previous model. Consequently, the following results are obtained: (1) the proposed model can optimize its criterion function with regard to both movement trajectories and movement times of reaching movements; (2) the maximum error between the measured and predicted average movement-times is 30.5 ms for the movement-time function of tf; (3) the model's predicted movement trajectories agree well with the measured ones regardless of the movement-time functions. These results suggest that the proposed model can be a more effective and plausible model of the human three joint arm's control mechanism, and that the movement time of human reaching movements can be adjusted by information except for time such as weight values or joint torques. |
| キーワード(和) | 到達運動 / 最適制御 / 3関節モデル / 運動時間最適化 / 手先軌道最適化 / 運動時間関数 |
| キーワード(英) | Reaching movement / Optimal control / Three joint arm / Movement-time optimization / Movement trajectory optimization / Movement-time function |
| 資料番号 | MBE2014-138,NC2014-89 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC |
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| 開催期間 | 2015/3/9(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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| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 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） | ヒト腕到達運動の運動時間最適制御モデルの定式化 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Model for Optimizing Movement Time of Human Arm's Reaching Movements |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 到達運動 / Reaching movement |
| キーワード(2)（和/英） | 最適制御 / Optimal control |
| キーワード(3)（和/英） | 3関節モデル / Three joint arm |
| キーワード(4)（和/英） | 運動時間最適化 / Movement-time optimization |
| キーワード(5)（和/英） | 手先軌道最適化 / Movement trajectory optimization |
| キーワード(6)（和/英） | 運動時間関数 / Movement-time function |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 関口 岳志 / Takeshi SEKIGUCHI |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 群馬大学大学院理工学府 Graduate School of S cience and Technology, Gunma University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 松井 利一 / Toshikazu MATSUI |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 群馬大学大学院理工学府 Graduate School of S cience and Technology, Gunma University |
| 発表年月日 | 2015-03-17 |
| 資料番号 | MBE2014-138,NC2014-89 |
| 巻番号（vol） | vol.114 |
| 号番号（no） | 515 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |