מושגי ליבה
逆微分リカッチ方程式を活用することで、事前に定義された軌道を必要とせずに、人間-ロボット協調の動作を最適化することができる。また、時変のインピーダンスパラメータを用いることで、人間の適応的な制御戦略を反映することができる。さらに、ニューロアダプティブPIDコントローラを導入することで、システムの不確定性に対する安定性と追従性を確保できる。
תקציר
本論文では、人間-ロボット協調のための統合的なフレームワークを提案している。人間のインピーダンスモデルとロボットの順応的な動作を組み合わせることで、タスク指向型の協調モデルを導出している。この協調モデルに逆微分リカッチ方程式(iDRE)を適用することで、事前に定義された軌道を必要とせずに、協調ダイナミクスを最適化することができる。
また、ニューロアダプティブPIDコントローラを導入することで、システムの不確定性に対する安定性と追従性を確保している。このコントローラは、PID制御則にニューラルネットワークを組み合わせることで、実時間でPIDゲインを動的に調整し、精密な関節空間の軌道追従を実現する。
シミュレーション結果により、提案手法の有効性が示されている。iDREを用いた最適な協調動作と、ニューロアダプティブPIDコントローラによる精密な軌道追従が実現されている。本手法は、実世界の人間-ロボット協調タスクに適用可能であると考えられる。
סטטיסטיקה
2リンクロボット操縦子の質量は、m1 = 5kg、m2 = 5kgである。
リンクの長さはL1 = 1m、L2 = 1mである。
関節の慣性モーメントはI1 = L1/12、I2 = L2/12である。
インピーダンスモデルのパラメータはMimp = [5 1; 1 -3]、Bimp = [20 0; 5 15]、Kimp = [1.0 0.5; 0 0]である。
人間ダイナミクスのパラメータはKd = 10I、Kp = 2I、Ke = Iである。
初期関節位置はq1(0) = 0.5rad、q2(0) = 1radである。
初期関節速度は˙q1(0) = 0rad/s、˙q2(0) = 0rad/sである。
初期エンドエフェクタ位置はx0 = -0.50m、y0 = 1mである。
目標エンドエフェクタ位置はxf = 0.8m、yf = -0.6mである。
ציטוטים
"逆微分リカッチ方程式(iDRE)を活用することで、事前に定義された軌道を必要とせずに、人間-ロボット協調の動作を最適化することができる。"
"時変のインピーダンスパラメータを用いることで、人間の適応的な制御戦略を反映することができる。"
"ニューロアダプティブPIDコントローラを導入することで、システムの不確定性に対する安定性と追従性を確保できる。"