Estimation of Human Locomotion Using Artificial Intelligence and Application to Control of Biped Robot

利用人工智能估计人体运动及其在双足机器人控制中的应用

基本信息

  • 批准号:
    22K04012
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

下半身に着用した単一慣性センサと深層学習アルゴリズムを用いた両脚関節角度推定アルゴリズムを開発した。まず、被験者の下半身の各関節角度を計測できるウェアラブル・センサシステムを構築し、光学式モーション・キャプチャーを用いて精度確認を行った。そして、保有している高性能計算機とソフトウェアを改良して機械学習環境を用意した。被験者16人から様々な歩行運動に対する動作データ収集実験を行った。CNNとLSTMのネットワークを基にモデル構造と学習条件を変化させ、最適な両脚関節角度の推定アルゴリズムを導出した。テストデータを用いた検証を行い、提案したアルゴリズムの性能を分析した。その結果、腰部に装着した単一慣性センサから両脚関節角度を推定する先行研究の方法をさらに発展させて、腰部だけでなく下半身を構成する大腿部や脛部、足部の中で任意の部位に装着した単一慣性センサから両脚関節角度を推定することが可能であることを明らかにした。また、両足の足底圧を測定するインソールセンサ装置を開発し、光学式モーション・キャプチャー・システムとの同期化を行った。開発したインソールセンサ装置と光学式モーション・キャプチャーを用いて様々な歩行運動に対する動作データ収集実験を行い、足底圧データから両脚関節角度を推定するアルゴリズムを開発した。歩行動作生成アルゴリズムを適用するための歩行ロボットのシミュレーション環境を、Gazeboを用いて準備した。また、その歩行ロボットの構築のために、安価のBLDCモータを用いたアクチュエータモジュールを開発した。手書き動作中の筆記具に対する加速度および角速度情報とペン先の接触力情報の測定が可能なデジタルペンを用いて、手書き動作から文字を認識するディープラーニング・アルゴリズムを開発した。
The lower part of the body is used to estimate the angle of the foot joint. In addition, the angle of each joint of the lower body of the subject is measured to build a " The purpose of maintaining a supercomputer is to improve its mechanical learning environment. The 16-member team was able to move forward. CNN LSTM's basic structure and learning conditions are changed, and the optimal joint angle estimation is derived. The performance of the project is analyzed in detail. Results: The method of preliminary study for estimating the angle of foot joint was developed, and the lower body of waist was constructed. The angle of foot joint was estimated at any part of thigh, shin and foot. The foot pressure measurement system was developed and synchronized. Open the door, open the door. The movement of the vehicle is generated by the movement of the vehicle. The movement of the vehicle is generated by the movement of the vehicle. The structure of the mobile phone and the security of the BLDC are developed. The acceleration and angular velocity information of the handwriting tool in the handwriting movement and the measurement of the contact force information of the handwriting tool can be used to recognize the handwriting movement.

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)
歩行動作認識のための足底圧センサ装置の開発
用于步行运动识别的足底压力传感器装置的开发
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    番 玉清;柳 欣曄;アレマヨゥ ツィゲ タデッセ;李 在勲;岡本 伸吾
  • 通讯作者:
    岡本 伸吾
3Dプリンタで造形する2足歩行ロボットのためのアクチュエータ開発
开发使用 3D 打印机创建的双足步行机器人执行器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    前垣一哉;アレマヨゥ ツィゲ タデッセ;李在勲;岡本伸吾
  • 通讯作者:
    岡本伸吾
単一慣性センサデータおよびニューラルネットワークに基づく多様な歩行動作に対する下肢関節角推定
基于单惯性传感器数据和神经网络的各种步行动作的下肢关节角度估计
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    アレマヨゥ ツィゲ タデッセ;李在勲;岡本伸吾
  • 通讯作者:
    岡本伸吾
Actuator Module Development for an 3D Printed Biped Robot Using Low-Cost BLDC Motor
使用低成本 BLDC 电机的 3D 打印双足机器人的执行器模块开发
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kazuya Maegaki;Tsige Tadesse Alemayoh;Jae Hoon Lee;Shingo Okamoto
  • 通讯作者:
    Shingo Okamoto
足底圧センサから収集する人間の歩行動作データの分析
分析足底压力传感器收集的人体步行运动数据
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    柳 欣曄;李 在勲;岡本 伸吾
  • 通讯作者:
    岡本 伸吾
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

李 在勲其他文献

磁気吸着可能なドローンの開発と制御
磁力无人机的开发与控制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    三好 翔大;李 在勲;岡本 伸吾
  • 通讯作者:
    岡本 伸吾
Traffic Matrix Completion by Weighted Tensor Nuclear Norm Minimization
通过加权张量核范数最小化完成流量矩阵
自己位置推定機能を搭載したドローンの 屋内環境における位置制御および障害物回避
具有自定位功能的无人机在室内环境下的位置控制和避障
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    河端 晋哉;李 在勲;岡本 伸吾
  • 通讯作者:
    岡本 伸吾
一組の二重反転プロペラを有するドローンの開発と制御実験
反向旋转螺旋桨无人机研制与控制实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    安倍 紀乃弥;李 在勲;岡本 伸吾
  • 通讯作者:
    岡本 伸吾
自律飛行ドローンの開発および屋内巡視点検作業の検討
自主飞行无人机的发展及室内巡检工作的思考
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    水田 裕大;李 在勲;岡本 伸吾
  • 通讯作者:
    岡本 伸吾

李 在勲的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似海外基金

皮膚に触れない付け爪型ウェアラブルセンサ:連続血圧計測を実現する基盤技術の構築
不接触皮肤的人工指甲式可穿戴传感器:建立实现连续血压测量的基础技术
  • 批准号:
    23K25236
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Development of Triple Heat Flux Method for Robust Wearable Core Body Temperature Measurement
开发用于稳健可穿戴核心体温测量的三重热通量方法
  • 批准号:
    23K19094
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
感光性絶縁膜を用いた有機CMOS増幅回路の高性能化と超柔軟生体センサへの応用
利用光敏绝缘薄膜提高有机CMOS放大器电路的性能并将其应用于超柔性生物传感器
  • 批准号:
    22KJ2170
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
知覚衣服によるヘルスケア基盤技術の構築
使用感官服装构建医疗保健基础设施技术
  • 批准号:
    22K12924
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
インソールセンサ開発と個人足底情報ビッグデータ構築で切り開く足底科学
开发鞋垫传感器、构建个人足底信息大数据,开启足底科学
  • 批准号:
    22H00537
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Fundamental study of continuous blood pressure measurement using a wearable sensor attached to nail surface
使用附着在指甲表面的可穿戴传感器进行连续血压测量的基础研究
  • 批准号:
    22H03982
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Identification of Risk Factors for Progression of Locomotive Syndrome by 3-D Gait Analysis System Using Wearable Sensors
通过使用可穿戴传感器的 3D 步态分析系统识别运动综合症进展的危险因素
  • 批准号:
    22K11441
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
ウェアラブル皮膚熱流センサを用いた人体温冷感評価法の革新
使用可穿戴皮肤热流传感器的人体温度冷感评估方法的创新
  • 批准号:
    21K18764
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
バーチャル着装を用いた障害者向けオンデマンド衣服開発と生活下での着心地評価
利用虚拟穿着开发残疾人按需服装并评估日常生活舒适度
  • 批准号:
    21H00814
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
こどもの非認知能力発達の計測とモデル化
测量和建模儿童的非认知能力发展
  • 批准号:
    21F20798
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了