電気刺激を用いた触覚通信制御による触覚臨場感コミュニケーションの実現
通过使用电刺激的触觉通信控制实现触觉存在通信
基本信息
- 批准号:18J14704
- 负责人:
- 金额:$ 1.22万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2018
- 资助国家:日本
- 起止时间:2018-04-25 至 2020-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究では多自由度遠隔操作システムの構築に向けて、機能的電気刺激を用いた触覚双方向制御システムの実現を研究目標としている。本年度では前年度に提案した人の動特性推定手法をもとに得られたモデルを用いて、機能的電気刺激を用いた関節角度制御性能の向上手法を提案した。前年度に得られた結果より、人の動特性はむだ時間を含む1次遅れ系で近似できることを示した。本結果は、入力に高周波のキャリア周波数を有するPWM変調を用いることでキャリア周波数の影響を抑制し、制御性能が向上することを示唆している。現に機能的電気刺激を用いた身体制御分野では振戦と呼ばれる関節の振動が問題とされており、これはキャリア周波数が低周波(20~50 Hz)であるため起こるものである。本研究ではキャリア周波数が1 kHzの高周波刺激装置を作成し、その際の制御性能を検証した。結果では、キャリア周波数の影響による振動を抑制し、所望の周波数の運動を実現できることが示された。加えて、筋疲労を抑制できる示唆が得られた。これはキャリア周波数の成分が不要な筋収縮を促し、筋疲労を加速させていたが、提案手法ではそれを抑制することで筋疲労を抑制できたと考察した。加えて、機能的電気刺激を用いた人とロボットの3自由度バイラテラル制御を提案した。検証実験では刺激による反力伝達により操作者の作業効率が向上し、成功率の向上、作業時間の短縮を示した。本研究成果は国際論文誌、および査読付き国際学会に採択され、学術的な新規性・有用性を評価された。従って、本年度の研究成果は機能的電気刺激を用いた触覚双方通信制御の実現という課題に対して大きく貢献するものであり、大いに成果を得ることができた。
The purpose of this study is to study the construction of multi-degree-of-freedom remote control systems and the application of electrical stimulation to two-way control systems. This year's proposal is based on the previous year's proposal for the estimation of human dynamic characteristics. The results of the previous year were similar to those of the previous year, and the dynamic characteristics of the people were similar to those of the previous year. The results show that PWM modulation can suppress the influence of high frequency on input power and control performance. The electric stimulation of the current function is used to control the separation of the body, the vibration of the joint, the frequency of the low frequency (20~50 Hz), and the vibration of the joint. In this study, the design and control performance of a high frequency stimulation device with a frequency of 1 kHz were verified. The results show that the vibration is suppressed due to the influence of frequency and the desired frequency is realized. Add The number of cycles is not to be reduced, the fatigue is to be accelerated, and the proposal is to be suppressed. Add the function of electrical stimulation to the three degrees of freedom. The test results show that the response force reaches the operator's working efficiency, success rate and working time decrease. The results of this study were evaluated for their usefulness and usefulness in international journals, surveys and international societies. This year's research results are related to the application of electrical stimulation to both sides of the communication system.
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Bilateral Control of Two Finger Joints Using Functional Electrical Stimulation
使用功能性电刺激对两个手指关节进行双边控制
- DOI:
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Hasegawa Yuu;Kitamura Tomova;Sakaino Sho;Tsuji Toshiaki
- 通讯作者:Tsuji Toshiaki
Control Using High-carrier Frequency PWM in Functional Electrical Stimulation
功能性电刺激中使用高载波频率 PWM 的控制
- DOI:
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Kitamura Tomoya;Hasegawa Yuu;Tsuji Toshiaki;Sakaino Sho
- 通讯作者:Sakaino Sho
Bilateral Control of Elbow and Shoulder Joints Using Functional Electrical Stimulation Between Human and Robot
使用人类和机器人之间的功能性电刺激对肘关节和肩关节进行双边控制
- DOI:
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Kitamura Tomoya;Hasegawa Yuu;Tsuji Toshiaki;Sakaino Sho;Hasegawa Yuu Kitamura Tomoya Sakaino Sho Tsuji Toshiaki
- 通讯作者:Hasegawa Yuu Kitamura Tomoya Sakaino Sho Tsuji Toshiaki
Control with Adjusted Pulse Frequency and Amplitude in Functional Electrical Stimulation
功能性电刺激中调节脉冲频率和幅度的控制
- DOI:
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Kitamura Tomoya;Mizukami Naoto;Mizoguchi Hiroto;Sakaino Sho;Tsuji Toshiaki
- 通讯作者:Tsuji Toshiaki
Estimation of Relationship Between Stimulation Current and Force Exerted During Isometric Contraction
等长收缩期间刺激电流与施加力之间关系的估计
- DOI:
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Kitamura Tomoya;Sakaino Sho;Hasegawa Yuu;Tsuji Toshiaki
- 通讯作者:Tsuji Toshiaki
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