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

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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。