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ヒューマノイドによる動作模擬に基づく人間動作解析と理解

基于仿人运动仿真的人体运动分析与理解

基本信息

批准号：
13F03797
负责人：
吉田英一
金额：
$ 1.02万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13F03797/
关键词：
人間動作解析ヒューマノイド人間動作理解システム同定

项目摘要

本研究では、上記の課題を解決するため、大きく次の２つの課題を設定し、外国人研究員が所属する国際共同ラボのメンバーとも協力しながら、バイオメカニクス、ロボット工学、最適化などの理論を援用してその解決に取り組み、実際にロボットの実験なども行って検証した。(1) 人間やロボットの動力学特性を理解するためのより正確なパラメータ同定を階層的最適化手法により行う手法の構築(2) ヒューマノイドに動作を移植するためのダイナミックな人間動作をより特徴的に記述するため、重心を特徴量として解析する手法の研究上記で設定した課題(1) では、力学パラメータ同定を制約付きの最適化問題としての定式化、逐次２次計画法により解を求める手法を導出し、その有効性を、実際に人間とヒューマノイドロボットに適用して検証した。これまでのパラメータ同定の研究では、ロボットや人間の物理特性を記述する最小力学パラメータの導出に重点が置かれていたため、これらの物理量が正であることなどを制約として組み込んだ階層化二次計画法を用いることで、実際のロボット制御で使用する各リンクの質量や重心、慣性モーメントの形で出力する手法を導出した。課題(2) においては、人間動作の重心の挙動に注目し、主成分分析(PCA)を用いて人間動作をより低次元の動作で表現する手法の構築を目指して研究を行った。理論の基盤部分について構築を行ったが、提案する手法をさまざまな体格・人間動作に対して適用し検証するまでには至らなかった。

This study sets up two sets of tasks for solving the above-mentioned problems, international cooperation and cooperation among foreign researchers, application of optimization theory, and practical application of optimization theory. (1)A Study on the Dynamic Characteristics of Human Body and the Optimization Methods of the Same Hierarchy (2) A Study on the Characteristics of Human Body and the Characteristics of the Center of Gravity (1) The optimization problem of mechanics is formulated and solved by successive quadratic planning method. The method is effective and practical. In this paper, we describe the physical characteristics of the human body, and derive the minimum mechanics, the emphasis, and the constraint of the physical quantity. Topic (2): The study on the construction of human motion and low-dimensional motion performance techniques using principal component analysis (PCA). The theory of the basic part of the construction of the line, the proposal of the method, the physical, human action, the application of the test to the test