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Bilateral Control Using Functional Electrical Stimulation for Teaching Object Manipulation Skills to Robot with Five Fingers

使用功能性电刺激的双边控制向五指机器人教授物体操作技能

基本信息

批准号：
21H01347
负责人：
境野翔
金额：
$ 11.15万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01347/
关键词：
機能的電気刺激ロボット制御技能教示

项目摘要

機能的電気刺激を用いた手指の制御において、母指と小指は筋が他の指と分離されているため独立駆動しやすいが、示指、中指、環指は筋が近接しているため独立駆動が困難であった。しかし、初年度の実験結果により、複数電極を用いることで示指の独立駆動が容易になること、並びに、総指伸筋を用いることで中指と環指を独立駆動できることを実証した。よって、本年度はこれらの刺激方法を二人の被験者に実装し、位置対象型バイラテラル制御を実装することで、手指のバイラテラル制御をできることを実証した。すなわち、初年度の知見を応用することで、中指と環指の2自由度のバイラテラル制御、示指のバイラテラル制御をそれぞれ実現することに成功した。ここでは、リーダの位置応答値をフォロワの指令値に、フォロワの位置応答値をリーダの指令値として与えており、リーダ、フォロワでそれぞれ高次スライディングモード制御を用いて位置制御した。しかし、リーダ、フォロワ、二人の人間の動特性の相違を考慮せずに制御していたため、制御帯域が狭かったこと、力フィードバックのない位置対象型バイラテラル制御であったため、操作が重かったこと、などが問題であった。よって、3年目の研究ではまずリーダ、フォロワの動特性を考慮し、力のフィードバックも可能な制御系を開発することをめざす。そのうえで、制御の母指と小指の独立駆動が容易であることを考えれば、2年目の成果を統合し、母指、小指も駆動させることで五指の広帯域バイラテラル制御が実現できると期待される。

The electrical stimulation of the machine uses the finger to control the pain, the mother finger to strengthen the little finger, the mother finger to separate the finger, the index finger, the middle finger and the environment finger to move independently. In the first year of the year, the results of the experiment and the results of the first year's test show that it is easy to operate independently, and it is easy to use the middle finger environment independently. The two of them, the stimulus method of the year, were installed by the person, the location of the image, the control of the equipment, the finger of the baby, and the control of the baby. At the beginning of the year, you will be informed that the environment of the middle finger has 2 degrees of freedom to control and indicate that the control system has been successfully implemented. The location, location, command, position, position There is a correlation between each other, and the characteristics of human-to-human interaction between two people are related to each other. They are responsible for the control of the equipment, the control of the domain, the location, the location, the operation, the operation, and the problem of operation. After three years of research and study, it is possible for the control department to conduct a general training program. It is easy to control the operation of the mother finger independently, the results of the two-year program are integrated, the mother finger and the little finger are in the same category, and the five-finger domain is responsible for monitoring the performance of the system.