Mechanical analysis of the active tactile sensing based on the dynamics of the tactile receptors

基于触觉感受器动力学的主动触觉传感机械分析

• 批准号: 23700214
• 负责人: ISHIBASHI Ryota
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23700214/
• 关键词: 触覚受容器; 力触覚; 適応・学習制御; ロボティクス・ハプティクス; システム制御; 生体力学・運動神経生理学; スポーツ科学; 国際研究者交流; 適応・繰り返し学習制御; 運動神経生理学・生体; ロボティクス; ハプティクス; 知覚運動制御; 国際研究者交流 (アメリカ合衆国); 生体; 繰り返し学習制御; パラメータ推定

This research analyzes the active sensing ability of the human. Key point of the research is to investigate how the mechanosensitive receptors and the skin structure affect the dynamic sensing ability. At first, a mathematical model of the mechanosensitive receptors and the skin structure was developed. Then, the proposed model was applied to the muscle spindle mechanism and a new method to enhance the sensory-motor skill by using a kind of stochastic-resonance was obtained.Next, the relation between the finger-tip motion and the perception was examined. Then, tactile feedback method of the human motion was obtained which formed a task space P-SD servo controller. Consider about the skin and the mechanosensitive receptors dynamics, the proposed controller can feedback the task-space velocity nonlinearly. In addition, parameter identification method of the human motion was examined and a Jacobian based controller for the SMA actuator system and the predictive controller was obtained.

这项研究分析了人类的主动感知能力。研究的重点是探讨机械敏感感受器和皮肤结构对动态感知能力的影响。首先，建立了机械感受器和皮肤结构的数学模型。然后，将该模型应用于肌梭机构，得到了一种利用随机共振提高感觉-运动技能的新方法，并考察了指尖运动与感知的关系。然后，得到人体运动的触觉反馈方法，形成任务空间P-SD伺服控制器。考虑到皮肤和机械敏感感受器的动力学，所提出的控制器可以非线性地反馈任务空间的速度。此外，还研究了人体运动参数的辨识方法，得到了基于雅可比的形状记忆合金执行器系统控制器和预测控制器。

项目成果

予測情報を用いたロボットマニピュレータのためのスーパーバイザリ(監督型)制御

使用预测信息对机器人操纵器进行监督控制

• 发表时间: 2013
• 作者: Bisser Raytchev;Kazuya Terakado;Toru Tamaki and Kazufumi Kaneda;山崎隆治，玉城雅史，冨田哲也，佐藤嘉伸，吉川秀樹，田村進一，菅本一臣;石橋良太,小田隆彦,ZOU ShiSheng,川口和也,堀田博司,増田 卓三,武居 直行,児島 晃
• 通讯作者: 石橋良太,小田隆彦,ZOU ShiSheng,川口和也,堀田博司,増田 卓三,武居 直行,児島 晃

形状記憶合金線における繰返し学習制御とCCD カメラを用いた位置決め精度の向上

利用迭代学习控制和 CCD 摄像头提高形状记忆合金丝的定位精度

• 发表时间: 2012
• 作者: 木野仁;寺原綾一;石橋良太;田原健二
• 通讯作者: 田原健二

触覚呈示装置および触覚呈示ディスプレイ

触觉呈现装置及触觉呈现显示器

• 发表时间: 2013

筋骨格システムにおけるフィードフォワード位置決め制御の収束性と筋配置の関係

前馈定位控制收敛与肌肉骨骼系统肌肉放置之间的关系

• 发表时间: 2012
• 期刊: 第18回ロボティクスシンポジア予稿集
• 作者: 植野祐司;玉木徹;Bisser Raytchev;金田和文;木野 仁，越智裕章，田原健二，松谷祐希，石橋良太
• 通讯作者: 木野 仁，越智裕章，田原健二，松谷祐希，石橋良太

ヤコビ行列を用いた剛性調節機構を有するSMA 駆動ロボットアーム

SMA驱动的机械臂，具有使用雅可比矩阵的刚度调节机构

• 发表时间: 2013
• 作者: T. Yamazaki;T. Watanabe;T. Tomita;Y. Sato;H. Yoshikawa;S. Tamura;K. Sugamoto;石橋良太,小田隆彦,田原健二,木野仁,児島晃
• 通讯作者: 石橋良太,小田隆彦,田原健二,木野仁,児島晃