人体の神経筋骨格システムの計算モデルの研究

人体神经肌肉骨骼系统计算模型研究

• 批准号: 11F01046
• 负责人: 中村 仁彦
• 金额: $ 1.02万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01046/
• 关键词: 筋骨格; モデル化; モーションキャプチャ; 神経活動; アルゴリズム; アフィン変換

研究代表者らは、これまでに外部から計測できる運動パターンや筋電信号等などの情報と大量の計測データに基づいてより精緻な神経筋骨格系の数学モデルを構築する研究を行ってきた。本研究ではこれに基づいて、「人体の神経筋骨格システムの計算モデルの研究」を実施した。特に、平成24年度は人間の運動パターンの再利用を行う際の運動生成のアルゴリズムに関する研究を中心に研究を行った。運動軌道をアフィン変換によって変形することで、データベースとして蓄えた人間の運動データをロボットの運動データとして再利用することを提案した。障害物などの環境に合わせて、ロボット自身の体の拘束に合わせて、アフィン変換を用いることで自在に運動軌道を変形して再利用することができる。アフィン変換による変換は、軌道の滑らかさ、周期性、アフィン速度などのすべてのアフィン普遍量を保存するものであり、人間の運動軌道から人間が知覚的に自然に見える運動を生成する性質がある。アフィン変換が適応できる運動の条件を与え、車輪移動型のロボットなどの様々なロボットシステムに適用できることを示した。さらにヒューマノイドロボットを最も複雑な場合として扱い、運動軌道の生成法を明らかにし、ヒューマノイドロボットの実機を用いた実験によってその有効性を検証した。運動軌道が空間軌道として与えられたときにその軌道を最短時間で移動する問題は1980年代後半に、6自由度マニピュレータに対して開発された技術であるが、外国人研究員はこれを大規模な自由度と複雑な拘束条件をもつ、ヒューマノイドロボットの動力学的問題に展開し、その計算アルゴリズムを与えた。最近の成果としては、最短時間移動の計算と、統計的な軌道探索法であるRRT法を組み合わせることで、VIP-RRT法と名づけた軌道計画法を提案し、通常のRRT法よりも優れた探索性能があることを主張する論文を書き上げた。

The research representative conducted the research on the mathematical structure of the refined mental muscle system, including the external measurement, the movement, the electrical signal, and the like. This study is based on the study of computational models of human neuromuscular systems. In 2014, the National Research Center for Human Movement and Reuse conducted research on the generation of human movement. The motion of the human body is changed from the motion of the human body to the motion of the human body The environment of the obstacle is combined with the environment, and the environment of the obstacle itself is combined with the environment. The environment of the obstacle is combined with the environment. The environment is combined with the environment. The environment Change, orbital slip, periodicity, velocity, universality, preservation, orbital motion, natural motion, and nature. The conditions for the movement of the vehicle are as follows: The most important thing is that the motion trajectory is generated by the motion vector. The problem of the shortest time to move the orbit of space is that in the latter half of the 1980s, the problem of the development of technology with 6 degrees of freedom is that of the dynamics of large-scale freedom and complex constraints is that of the development of calculation. The most recent achievements include the calculation of the shortest time movement, the combination of the VIP-RRT method and the orbital planning method, and the optimization of the RRT method.

项目成果

Trajectory correction algorithms for a 3D underwater vehicle using affine transformations

使用仿射变换的 3D 水下航行器轨迹校正算法

• 发表时间: 2011
• 作者: Q.C.Pham;Y.Nakamura
• 通讯作者: Y.Nakamura

Fast trajectory correction for nonholonomic mobile robots using affine transformations

使用仿射变换的非完整移动机器人的快速轨迹校正

• 发表时间: 2011
• 作者: Q. -C. Pham;Y. Nakamura;Q.-C.Pham
• 通讯作者: Q.-C.Pham

Affine trajectory deformation for redundant manipulators

冗余操纵器的仿射轨迹变形

• 发表时间: 2012
• 期刊: Robotics : Science and Systems, Sydney, Australia
• 作者: 植野 徹;朝倉 暢彦;笹岡 貴史;乾 敏郎;Q.-C. Pham
• 通讯作者: Q.-C. Pham

Time-optinal path parameterization for critically dynamic motions of humanoid robots

人形机器人关键动态运动的时间最优路径参数化

• 发表时间: 2012
• 期刊: Proc. of IEEE/RAS International Conference on Humanoid Robots
• 作者: Q. -C. Pham;Y. Nakamura
• 通讯作者: Y. Nakamura

Regularity properties and deformation of wheeled robots trajectories

轮式机器人轨迹的规律性及变形

• 发表时间: 2012
• 期刊: Proc. of IEEE International Conference on Robotics and Automation, Saint Paul, MN, USA
• 作者: 植野 徹;朝倉 暢彦;笹岡 貴史;乾 敏郎;Q.-C. Pham
• 通讯作者: Q.-C. Pham