Control and learning principle for interpersonal motor skill

人际运动技能的控制与学习原理

基本信息

批准号：
20H00572
负责人：
山本裕二
金额：
$ 29.04万
依托单位：
Niigata University of Health and Welfare (2023)Nagoya University (2020-2022)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

従来の社交ダンスロボットの研究では安定性の高いモデルが多く扱われていたが, 実際の社交ダンサーは縦に長く不安定な形状である. また, 社交ダンスには「重力をうまく利用することで自然で美しい移動を行う」という知見があり, 人間に本来備わっているバランスを取る能力を利用して「わざとバランスを崩し, バランスをとる」ことの繰り返しで移動するというものである. そこで，社交ダンスの数理モデルとして，リーダー・フォロワーを考慮し，リードに対するフォロー，フォローに対するリフォローという物理的な力の相互作用を加味した，2つの倒立振子ロボットをバネで結合した，結合倒立振子モデルを提案した．提案モデルを用いてシミュレーションを作成したところ, 従来よりも滑らかな移動を観察することができた. また, リード・フォロー・リフォローによる協調制御を導入したことで, 互いのダイナミクスを活用し, 協調の精度を上げることができた.また，ネット型対人技能として，テニスのシングルスゲームを分析した結果，打球コースの系列に潜む規則性に対応する選手のコート上の動きに3次の系列効果，すなわち履歴現象が観察された．これは，実験的に打球コースを操作して得られた先行研究と同じことが，実際の試合においても見られたことになり，この履歴現象を利用するために，打球コースを切り替えていることが熟練者の特徴であると考えられた．さらに，格闘技型対人技能として，剣道において打突前の相手の構えのわずかな違いを熟練者は判断することができることを実験的に明らかにした．この実験では，打突者の打突前のかかとの高さを3段階設定したビデオ映像を，熟練者，中級者，初心者に対して呈示し，打突の可能性をVASによって判断させるもので，コロナ禍でも対人運動技能を明らかにするために計画された実験であった．

在有关传统舞厅舞蹈机器人的研究中，已经处理了许多高度稳定的模型，但实际的宴会舞者的垂直且不稳定。此外，人们知道，宴会厅舞者可以通过充分利用重力来自然，美丽地移动，并利用人类的先天平衡能力，通过“故意破坏平衡和达到平衡”来反复移动。因此，作为宴会厅舞蹈的数学模型，我们提出了一个倒置的摆模型，其中考虑了两个倒置的摆式机器人与弹簧相结合的，考虑到物理力的相互作用，例如对铅的跟进和重新获得追随者的跟进。当我们使用所提出的模型创建模拟时，我们能够比以前观察更顺畅的运动。此外，通过通过Lead引入协调的控制，跟随和重新关注，我们能够利用彼此的动态来提高合作的准确性。此外，作为一种净型人际交往能力，分析了网球单打游戏，表明，在球员在球场上的运动中观察到了三阶系列效应，即一种历史现象，该效应与球员在球上隐藏的规律性相对应。这与以前通过实验操纵球的击球路线获得的研究相同，人们认为熟练球员的特征是他们切换了球命中率以利用这种历史现象。此外，我们通过实验表明，作为一种武术型际交往能力，熟练的人可以判断对手立场的微微差异，然后再击中肯多的球。在此实验中，在将击球击中的摄像机录像片段为三个级别，然后将击球介绍给熟练的，中级和初学者，而VAS则用于确定击球的可能性。该实验计划即使在Covid-19大流行期间，也计划阐明人际运动技能。