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人の人体操作術におけるコツの抽出と解析及び人型ロボットへの応用

人体操纵技术技巧的提取和分析及其在仿人机器人中的应用

基本信息

批准号：
10J05157
负责人：
尾形邦裕
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J05157/
关键词：
運動解析介護コツ身体性人型ロボット

项目摘要

本研究の目的は人の持つ高度な運動スキルを解明し,ロボットの新たな運動制御法を確立することにある.本研究では,高度な運動スキルとして他者の身体を扱う動作に注目し,これを解析するために甲野善紀に実験協力を得た.そして片手で人を引き上げる動作,人を押す動作,竹刀で相手の姿勢を崩す動作など様々な動作の計測解析を行なってきた.そして各動作において動作の成否を分ける重要な運動特徴を抽出した.これらの運動特徴の有効性を検証する必要がある.そこで,片手で人を引き上げる動作及び押し動作において力学モデルを導出し,動力学シミュレータによってそのモデルの妥当性を検証した,その結果,いずれにおいても動作の主体者のみならず,受け手の運動も重要でありことが分かり,甲野は受け手に任意の運動を誘導することで少ない労力でタスクを成功させていることが分かった.本研究では,押し動作に注目し,解析から得た運動特徴に基づくロボットを開発した.押し動作では腕部の高剛性と全身を活用した瞬間的な加速度変化が重要であることが動作解析の結果から分かっている.腕部の高剛性は多関節筋の拮抗が重要な役割を果たしていると考えられ,これを実現するために空気圧人工筋をアクチュエータとして用いた.このロボットを用いた押し動作の実験の結果,受け手の運動誘導が確認され,運動特徴に基づくロボットの有効性が確かめられた.本研究で開発したロボットは運動特徴の重要な点を実装したに過ぎず,複雑な人の身体において運動特徴が重要な役割を果たしていることを正確には示していない.そこで,運動特徴をコツという簡易な表現にまとめ,このコツを人に教示することで動作に変化が生じるかどうかを検証した.実験の結果,コツの教示による主体者の運動に統計的に有意な変化が確認できた.このように,人の運動解析から重要な運動特徴を抽出し,その再現性,工学的応用などを示すことができた.

The purpose of this study is to clarify the mechanism of human movement and establish a new method of controlling human movement. This study focuses on the analysis of body movements of other people, and on the cooperation between them. The movement of the hand, the movement of the sword, the sword, the movement of the sword, the sword. To extract the important characteristics of the movement, the movement is divided into two parts: one is the movement, the other is the movement. It is necessary to prove the characteristics of the motion. In this case, the motion of the hand and the motion of the hand are induced, the dynamics of the motion are tested, and the results show that the motion of the hand is important, and the motion of the hand is induced. This study focuses on the analysis of the basic characteristics of the movement. High rigidity of wrist and whole body are important for movement analysis. The high rigidity of the wrist and the antagonism of the multi-joint tendons are important. As a result of the motion of the hand, the motion induction of the hand is confirmed, and the motion characteristics are confirmed. This study reveals the importance of motor characteristics in the human body, and the importance of motor characteristics in human body. The movement characteristics are easy to perform, and the movement is easy to learn. The result of the experiment is that the subject's motion is statistically determined. The analysis of human motion, the extraction of important motion characteristics, and the reproducibility of engineering applications.