JP2008213092A - モーション習得システムおよびモーション習得方法 - Google Patents
モーション習得システムおよびモーション習得方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】操作システム31で抽出した操作者Oの動作を、トレーナシステム51で再現する。トレーナシステム51は、操作者Oの動作を第1加速度応答として出力する仮想トレーナ57と、操作者O’の操作力に応じた第1等価加速度が加えられる可動可能なマスタシステム55と、環境E’からの反作用力に応じた第2等価加速度が加えられる可動可能なスレーブシステム56と、を備えている。さらに仮想トレーナ57,マスタシステム55,およびスレーブシステム56の間で、仮想トレーナ57に対して非同期にマスタシステム55とスレーブシステム56を加速度制御するマルチラテラル制御手段63を備えている。
【選択図】図7
Description
力覚フィードバック制御を実現するシステムは、アクチュエータ1に対して2重の外乱オブザーバループを備えることにより実現され、そのブロック線図は図3のように表される。
ある。ここで、加速度次元制御器23への入力は、加速度参照値x・・refと外力の等価加速度x・・extであり、外力の等価加速度x・・extから加速度応答値x・・refまでの伝達関数を1にすることで、加速度次元制御器23による力覚フィードバックが実現される。外力の等価加速度x・・extは次式のように、推定外力F^extをノミナル質量Mnで除することにより得られ、これは図4の力−加速度変換手段24で実現する。
(1)実験開始から1秒後に、3秒間フリーモーション(環境E,E’と接触しない動作)を3往復行なう。
(2)実験開始から4秒後に、2秒間環境E,E’への押し動作を行なう。
(3)実験開始から6秒後に、環境E,E’への接触動作からフリーモーションへと移行する。
51 トレーナシステム(主操作システム)
52i トレーニシステム(従操作システム)
55 マスタシステム
56 スレーブシステム
57 仮想トレーナ(仮想出力手段)
63 マルチラテラル制御手段
Claims (12)
- 主操作システムで抽出した主操作者の動作を、従操作システムで再現するモーション習得システムであって、
前記従操作システムは、前記主操作者の動作を第1加速度応答として出力する仮想出力手段と、
従操作者の操作力に応じた第1等価加速度が加えられる可動可能なマスタシステムと、
前記従操作者の操作に伴う環境からの反作用力に応じた第2等価加速度が加えられる可動可能なスレーブシステムと、
前記仮想出力手段,前記マスタシステム,および前記スレーブシステムの間で、前記仮想出力手段に対して非同期に前記マスタシステムと前記スレーブシステムを加速度制御するマルチラテラル制御手段と、を備えたことを特徴とするモーション習得システム。 - 前記マルチラテラル制御手段は、前記第1等価加速度と前記第2等価加速度との和が0になるように、前記マスタシステムおよび前記スレーブシステムへの加速度参照値を算出するものであることを特徴とする請求項1記載のモーション習得システム。
- 前記マルチラテラル制御手段は、前記仮想出力手段からの第1加速度応答,前記マスタシステムからの第2加速度応答,および前記スレーブシステムからの第3加速度応答の間の各偏差が0になるように、前記マスタシステムおよび前記スレーブシステムへの加速度参照値を算出するものであることを特徴とする請求項1または2記載のモーション習得システム。
- 前記マルチラテラル制御手段は、前記第1加速度応答と前記第2加速度応答との偏差に比例したアシスト力が前記マスタシステムに生じるように、前記マスタシステムへの加速度参照値を算出するものであることを特徴とする請求項3記載のモーション習得システム。
- 前記アシスト力を記憶するアシスト力記憶手段をさらに備えたことを特徴とする請求項4記載のモーション習得システム。
- 前記仮想出力手段は、前記主操作システムで抽出した主操作者の動作情報を保存する記憶部と、この記憶部の前記動作情報から前記第1加速度応答を出力する出力部と、により構成されることを特徴とする請求項1〜5の何れか一つに記載のモーション習得システム。
- 主操作システムで抽出した主操作者の動作を、従操作システムで再現するモーション習得方法であって、
前記従操作システムは、前記主操作者の動作を第1加速度応答として出力する仮想出力手段と、
従操作者の操作力に応じた第1等価加速度が加えられる可動可能なマスタシステムと、
前記従操作者の操作に伴う環境からの反作用力に応じた第2等価加速度が加えられる可動可能なスレーブシステムと、を備え、
前記仮想出力手段,前記マスタシステム,および前記スレーブシステムの間で、前記仮想出力手段に対して非同期に前記マスタシステムと前記スレーブシステムを加速度制御するマルチラテラル制御を行なうことを特徴とするモーション習得方法。 - 前記マルチラテラル制御では、前記第1等価加速度と前記第2等価加速度との和が0になるように、前記マスタシステムおよび前記スレーブシステムへの加速度参照値を算出することを特徴とする請求項7記載のモーション習得方法。
- 前記マルチラテラル制御では、前記仮想出力手段からの第1加速度応答,前記マスタシステムからの第2加速度応答,および前記スレーブシステムからの第3加速度応答の間の各偏差が0になるように、前記マスタシステムおよび前記スレーブシステムへの加速度参照値を算出することを特徴とする請求項7または8記載のモーション習得システム。
- 前記マルチラテラル制御では、前記第1加速度応答と前記第2加速度応答との偏差に比例したアシスト力が前記マスタシステムに生じるように、前記マスタシステムへの加速度参照値を算出することを特徴とする請求項9記載のモーション習得方法。
- 前記アシスト力をアシスト力記憶手段に記憶することを特徴とする請求項10記載のモーション習得方法。
- 前記仮想出力手段において、前記主操作システムで抽出した主操作者の動作情報を保存し、その後で前記動作情報から前記第1加速度応答を出力することを特徴とする請求項7〜11の何れか一つに記載のモーション習得方法。
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