講演抄録/キーワード |
講演名 |
2017-11-25 15:50
ヒトのスクワット運動を再現する経由点型最適制御モデルとその有効性 ○松井利一(群馬大) NC2017-37 |
抄録 |
(和) |
スクワット運動を再現する従来の3関節最適制御モデルは,座り動作から立ち上がり動作に切り替わり点での関節トルク予測値を必要とするが,予測困難なスクワット運動もあり,汎用性にまだ問題が残る.本研究では,従来モデルの汎用性の問題点を解決する為,動作切り替わり点を経由点と見做し,スクワット運動の座り動作と立ち上がり動作を一つの運動として扱う経由点型最適制御モデルを新たに定式化し,経由点で必要とされる境界条件がスクワット運動再現軌道に及ぼす影響を調べる.その結果,(1) 提案モデルによるスクワット再現軌道は,従来モデルと同様に,実測軌道と良く一致すること,(2) 経由点通過時間には提案モデルの評価関数最小値を最小にする最適値が存在すること,(3) 経由点で必要な情報は,関節角度と関節角速度の予測値だけで十分であることが示される.以上の結果は,提案モデルが従来モデルよりも少ない境界条件でスクワット運動が再現でき,ヒトのスクワット運動機構の数理モデルとしてより正当性,汎用性に優れたモデルになり得ることを示唆する. |
(英) |
A three-link and three-joint optimal control model to reproduce human squat movements has already been proposed. This model is characterized by sequentially optimizing the half-crouching process and the rising-up process of squat movements. However, this model has a difficulty in predicting the desired value of the three-joint torques in the half-crouching process. This research proposes another optimal control model (via-point model) characterized by reproducing squat movements as one continuous movement, and discusses the model’s effectiveness and the required number of the boundary conditions. Consequently, the following results are obtained: (1) the proposed model can successfully reproduce squat movement trajectories measured; (2) there exists the optimum via-point time to minimize the proposed model’s minimum criterion function value; (3) the proposed model’s necessary boundary conditions at the via point are three joint angles and their angular velocities, and are smaller in number than the previous model’s ones. These results suggest that the proposed model can be a more effective and plausible model of the human squatting mechanism than the previous model. |
キーワード |
(和) |
スクワット運動 / 経由点 / 最適制御 / 経由点時間 / 境界条件 / 関数最適化 / / |
(英) |
Squat movement / Via point / Optimal control / Via-point time / Boundary condition / Functional optimization / / |
文献情報 |
信学技報, vol. 117, no. 325, NC2017-37, pp. 53-58, 2017年11月. |
資料番号 |
NC2017-37 |
発行日 |
2017-11-17 (NC) |
ISSN |
Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 |
著作権に ついて |
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NC2017-37 |