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パワーアシストの研究(~2002年)

1993年から機械技術総合研究所(現産業技術総合研究所)で林原が行なっていた研究

以下の2種類の装置に関して,主に制御則と人に与える影響に関して研究をしていました.

・パワーアシスト装置
・協調搬送装置




パワーアシスト装置
パワーアシストという言葉がまだ一般に広まっていない時から力を増幅する機械の研究をしていました.

人の力をロボットがアシストすることで,筋力以上の力を発生させる装置です
人の力を10倍以上安定して増幅することができていました.
操作の力感覚が得られるため,直感的な操作が可能で,過大な力を加えることを防止します.
特にアクチュエータの限界を考慮した設計を行ったことに特長がありました.【特許取得】


対面型のパワーアシスト装置
制御手法の検討のために開発した実験用ロボットです.
重量物を直感的に操作することができます.

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外骨格型のパワーアシスト装置
手先で40kgの重量を軽々とハンドリングできる装置です.
人に操作の感覚が伝えられますので,直感的に操作できます.

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協調搬送装置
人と協調して長尺物を運搬するロボットの研究をしていました.
ロボットは人の意図を推測して,それに合わせて手先を制御します.
ロボットは手先の力感覚のみで,人がどのように動かしたいかを推測しています.
人の挙動を計測して,そこから協調搬送のためのルールを導き出しました.【特許取得】

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論文・発表

Tomohito Takubo, Hirohiko Arai, Yasuo Hayashibara, Kazuo Tanie, "Human-Robot Cooperative Manipulation Using a Virtual Nonholonomic Constraint", The International Journal of Robotics Research, Vol.21, No.5-6, May-June 2002, .541/553 (2002).

林原,荒井,田窪,谷江,”人とロボットによる長尺物の協調運搬 (人の協調挙動に基づく鉛直平面内の制御法の検討)”,機械学会誌C編,67-653,162/169 (2001).
論文(pdfファイル)

林原,荒井,田窪,鈴木,谷江:”鉛直方向の協調ハンドリング挙動に関する考察”,第19回日本ロボット学会学術講演会予稿集,1181/1182 (2001).
予稿集(pdfファイル)

田窪,荒井,谷江,林原,”人とロボットによる長尺物の協調運搬 (仮想非ホロノミック拘束による水平面内の制御手法)”,機械学会論文誌C編,66-648,207/214 (2000).

林原,荒井,田窪,谷江:”鉛直平面内における人とロボットの協調運搬 -回転を含めた制御法の提案と検証ー”,第18回日本ロボット学会学術講演会予稿集,1347/1348 (2000).
予稿集(pdfファイル)

林原, 谷江, 荒井, 渡嘉敷:"パワーアシスト装置の研究(第2報:重力負荷と動的負荷に個々のアシスト比を設定する制御法の多自由度システムへの適用)",機械学会論文誌C編,65-629,198/205 (1999).
概要論文(pdfファイル) - 図に抜け有り

Y. Hayashibara, K. Tanie, H. Arai, Y. Sonoda, “Power Assist System for Carrying a Long Object with a Human (Analysis of Human Cooperative Behavior)”, Proc. IFToMM Tenth World Congress on the Theory of Machines and Mechanism, Finland, 1950/1955 (1999).
概要論文(pdfファイル)

Y. Hayashibara, Y. Sonoda, T. Takubo, H. Arai, K. Tanie, "Assist System for Carrying a Long Object with a Human - Analysis of a Human Cooperative Behavior in the Vertical Direction -, Proc. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Korea, 695/700 (1999).
概要論文(pdfファイル)

園田,林原,荒井,谷江:”協調行動モデルに基づく人間とロボットの協調運搬”,日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会‘99予稿集,1P2-75-107(CD-ROM) (1999). 
予稿集(pdfファイル)

Y. Hayashibara, K. Tanie, H. Arai and H.Tokashiki: “Evaluation of Compensation Ratios in Power Assist System Based on Operational Sensation”,IEE Electrical Engineering in Japan, Vol.124, No.3,August,57/63(1998).
概要

林原,谷江,荒井,園田,田窪:“長尺物運搬時の人の協調行動に関する研究”,第16回日本ロボット学会学術講演会予稿集,107/108(1998). 
予稿集(pdfファイル)

林原,谷江,荒井,渡嘉敷:”パワーアシスト装置におけるアシスト比の操作感に基づく評価”,電気学会論文誌C,117-C-5,534/539(1997).
概要

Y.Hayashibara, K.Tanie and H.Arai: "Development of Power Assist System with Individual Compensation Ratios for Gravity and Dynamic Load",IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, France, 640/646 (1997).

園田,谷江,荒井,林原:”パワーアシストの研究(第6報:運搬作業における人の協調行動)”,機械技術研究所研究発表会,25 (1997).

林原,谷江,荒井,園田:”運搬作業における人の協調行動に関する一考察”,日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'97予稿集,575/578 (1997).

林原,谷江,荒井,渡嘉敷:”操作者の主観に基づくパワーアシストシステムのパラメータの評価”,日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'96予稿集,481/482(1996).

林原,谷江,荒井,渡嘉敷:”パワーアシストの研究(第5報:操作者の主観に基づくアシストパラメータの評価)”,機械技術研究所研究発表会, (1996).

林原,谷江,荒井;“パワーアシスト装置の研究(第1報:重力負荷と動的負荷に異なるアシスト比を設定する制御法の提案)”,機械学会論文集C編,61-591,4318/4325 (1995).
概要

Y.Hayashibara, K.Tanie and H.Arai: "Design of A Power Assist System with Consideration of Actuator's Maximum Torque", Proc. IEEE Int. Workshop on Robot and Human Communication, Tokyo, 379/384 (1995).
概要

Y.Hayashibara, K.Tanie, H.Arai: "Power Assist System - A Proposed method with Consideration of Actuator Saturation -", Proc. IFToMM Ninth World Congress on the Theory of Machines and Mechanism, Italy, 1370/1375 (1995).

林原,谷江,荒井:”パワーアシストの研究(第2報 制御法の検討)”,機械技術研究所研究発表会,21 (1995).

林原,谷江,荒井:”アクチュエータのトルク飽和を防止するパワーアシスト法の検討”,日本機械学会第72期通常総会講演会講演論文集,305/306 (1995).

林原,谷江,荒井:”パワーアシストの研究(第3報:多自由度パワーアシストシステムにおける制御パラメータ決定法)”,機械技術研究所研究発表会,41 (1995).

林原,谷江,荒井:”トルク飽和を防止する多自由度パワーアシストシステムのパラメータ決定法”,日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'95予稿集,843/844 (1995).

林原,谷江,荒井:”アクチュエータの最大トルクを考慮した多自由度パワーアシストシステムの制御”,第13回日本ロボット学会学術講演会予稿集,1029/1030 (1995)

林原,谷江,荒井:”パワーアシストの研究(第4報:多自由度パワーアシスト系の構成と検証)”,機械技術研究所研究発表会,36 (1995).

林原,谷江,荒井:”パワーアシストの研究(第1報 コンセプトの提案)”,機械技術研究所研究発表会,19 (1994).

林原,谷江,荒井:”パワーアシストの制御方法に関する一考察”,第12回日本ロボット学会学術講演会予稿集,973/974,(1994).