開放特許抄録集電気関係

整理番号:0131

モーション習得システムおよびモーション習得方法

利用分野

産業用ロボット、介護システム、医療技術、熟練者のスキル保存、匠の技術の遠隔伝達教育システム等

発明者

大石　潔
桂　誠一郎
鈴山　駿行

発明の目的

従来のマルチラテラル制御では、一人の主操作者（指導者）が遠隔地に存在する複数の従操作者（訓練者）に対し、マスタシステムとスレーブシステムとにより動作の教示を行う際、従操作者の動作が主操作者に戻って該主操作者の動作を拘束して従操作者への十分な動作の教示ができなくなる懸念があったため、これを改善し、従操作者の動きが主操作者に戻ることなく、従操作者に十分に教示できるようにすることを目的とします。

概要

本発明のシステムは、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２加速度応答を出力す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３加速度応答を出力するスレーブシステムと、前記第１加速度応答、第２加速度応答、第３加速度応答、前記マスタシステムと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により構成されています。

特徴・効果

本発明は以下の効果があります。

１）
操作者の動作を、複数のトレーニシステムで同時に再現させながら「匠」の技術を遠隔で教育訓練できます。

２）
また、トレーニがトレーニシステムのマスタシステムをどのような力で操作した場合でもトレーナの動作がトレーニの動作によって支配されることなく、一人の熟練トレーナが一又は複数のトレーニに対して同時に十分な教示とトレーニングを行なうことができます。

３）
マスタシステムとスレーブシステムとによって、作用と反作用の人工的な再現で正確な伝達が可能となります。

４）
操作者間の動作に差が生じた場合、その偏差に比例したアシスト力がマスタシステムに働き操作者のトレーニング効果を高めることができます。

５）
仮想トレーナに複数の操作者の動作情報をデータベース化して保存できるため、トレーニシステムをトレーニングシミュレータとしても使用できます。

発明の詳細・図面等

【特許請求の範囲】

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、この第１等価加速度と第１加速度参照値を入力して、第２加速度応答を出力す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、この第２等価加速度と第２加速度参照値を入力して、第３加速度応答を出力する可動可能なスレーブシステムと、前記第１等価加速度と前記第２等価加速度が前記仮想出力手段に出力されないように、前記第１加速度応答、前記第２加速度応答、前記第３加速度応答、前記第１等価加速度、および前記第２等価加速度から、前記マスタシステムへの前記第１加速度参照値と、前記スレーブシステムへの前記第２加速度参照値をそれぞれ算出して、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。

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【詳細】

図は、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で再現する概念図を示しており、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とにより構成し、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により作用します。

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マルチラテラル制御による遠隔教育システムの概念図