人間-機械協調型ロボットのための人間の行動モデル構築とシステム設計への応用

人类行为模型的构建及其在人机协作机器人系统设计中的应用

• 批准号: 17760217
• 负责人: 早川 聡一郎
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Toyota Technological Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760217/
• 关键词: 人間-機械協調; 人間行動モデル; 区分ARXモデル; 階層的クラスタリング; サポートベクターマシン; ハイブリッドダイナミカルシステム; 可変インピーダンス制御; 区分線形モデル

本研究では人間を離散事象的な判断と連続時間系の連続的な動作が混在する系として捕らえた新しい人間の行動モデルを提案し,ハイブリッドダイナミカルシステム論的に人間のロボット操作情報や周辺環境情報から構造の把握が容易な形での人間の行動モデル構築手法の確立とそのロボット制御系設計への応用を目指している。本年度は,昨年までの研究で構築可能となったハイブリッドダイナミカルシステムをベースとした人間行動モデルを用いて,人間-機械協調型ロボットシステムの制御系設計を行うことを検討した。人間行動モデルを用いた制御系の設計として,具体的には可変インピーダンス制御系をその対象とし,制御系のインピーダンスパラメータを人間行動モデルを用いて設計することを考えた。これまでは人間の行動に着目していたため人間行動モデルをPWAモデルを用いて表現していたが,設計への応用を容易にするためにPWARXモデルを用いることにした。この人間行動モデルと,設定したパラメータを持つハイブリッドインピーダンス制御モデルを組み合わせシステム全体の応答を計算し,設計するインピーダンスパラメータの評価を行った。その評価には平均の作業時間と作業者の力積の関数となる評価関数を用いた。その評価結果より最適と判断されたインピーダンスパラメータと,実際に人間行動モデルに対応する被験者に実験を行ってもらい,実験結果から最適と判断されたインピーダンスパラメータは概ねの被験者でほぼ一致することが確認され,提案する人間行動モデルを用いた制御系設計が有効であることが確認された。

This study で は を human of the discrete な judgment と even 続 time is の even 続 な action が mix in す る department と し て catching ら え た new し い の human action モ デ ル を proposal し, ハ イ ブ リ ッ ド ダ イ ナ ミ カ ル シ ス テ ム theory に の world ロ ボ ッ ト operation や weeks 辺 environment intelligence か ら tectonic の assurance が easy な form で の world の action モ デ ル construct hand The law <s:1> establishes とそ ロボット system design へ 応 応 use を eyes to point to て る る る. This year は yesterday in ま で の study で construct may と な っ た ハ イ ブ リ ッ ド ダ イ ナ ミ カ ル シ ス テ ム を ベ ー ス と し た human action モ デ ル を with い て, human - machine coordinate ロ ボ ッ ト シ ス テ ム の suppression system design line を う こ と を beg し 検 た. Human action モ デ ル を with い た suppression is の design と し て, specific に は can - イ ン ピ ー ダ ン ス suppression system を そ の like と seaborne し, suppression is の イ ン ピ ー ダ ン ス パ ラ メ ー タ を human action モ デ ル を with い て design す る こ と を exam え た. こ れ ま で は の に action with human eye し て い た た め human action モ デ ル を PWA モ デ ル を with い て performance し て い た が, design へ の 応 with を easy に す る た め に PWARX モ デ ル を with い る こ と に し た. こ の world action モ デ ル と, set し た パ ラ メ ー タ を hold つ ハ イ ブ リ ッ ド イ ン ピ ー ダ ン ス suppression モ デ ル を group み close わ せ シ ス テ ム all の 応 answer を し calculation, design す る イ ン ピ ー ダ ン ス パ ラ メ ー タ の review 価 を line っ た. Youdaoplaceholder0 <s:1> evaluate 価に 価に average <s:1> working time と the <s:1> force product of the operator <s:1> the number of levels となる evaluate 価 levels を using た た. そ の review 価 results よ り optimum と judgment さ れ た イ ン ピ ー ダ ン ス パ ラ メ ー タ と, be interstate に human action モ デ ル に 応 seaborne す る by 験 に be 験 を line っ て も ら い, be 験 results か ら optimum と judgment さ れ た イ ン ピ ー ダ ン ス パ ラ メ ー タ は almost ね の by 験 で ほ ぼ consistent す る こ と が confirm さ れ, proposal す る human action モ デ ル を use Youdaoplaceholder0 The design of the control system が is effective である とが とが confirmation された.

项目成果

人間-機械協調型ロボットを用いた位置決め作業における作業者の区分アフィンモデルの構築

人机协作机器人定位作业工人分段仿射模型的构建

• 发表时间: 2006
• 期刊: 平成18年度電気学会産業応用部門大会ヤングエンジニアポスターコンペティション講演論文集
• 作者: 奥田 裕之;早川 聡一郎;鈴木 達也;土田 縫夫
• 通讯作者: 土田 縫夫

人間-機械協調型組立ロボットにおける作業者の位置決め作業の区分線形モデルの構築

人机协作装配机器人工人定位分段线性模型的构建

• 发表时间: 2006
• 期刊: ロボティクス・メカトロニクス講演会'06講演論文集
• 作者: 奥田 裕之;早川 聡一郎;鈴木 達也;土田 縫夫
• 通讯作者: 土田 縫夫