运动系制御理论研究ー 8页

運動系システム制御理論研究チームMotorSystemsControlTheoryLaboratoryチームリーダー細江繁幸HOSOE,Shigeyuki生物の運動は，その多様性と環境変化への柔軟な接触・適応能力が大きな特徴である。また，論理判断を伴う離散動作および連続運動の混合（ハイブリッド）動作が重要な役割を果たしている。しかし，ロボット工学や制御工学の立場からすると，これらの高い運動の自由度やハイブリッド性は扱いが困難であり，今日でも基本的な問題の多くが未解決である。本研究は，生物の柔軟かつ多様な運動生成機能を工学的に実現することを目指す。このためにシステム制御理論の立場から運動制御のハイブリッドシステムによるモデル化と制御法を提案し，ロボット制御に応用する。また，多自由度システムの制御への1つのアプローチとしてサブシステム間の協調や競合を基礎にした自律分散的強化学習の方法を開発する。さらに人間とロボットの共生運動に関して，人間の拘束運動時の制御モデルを実験的解析に基づいて解析するとともに，非ホロノミック運動に関する制御モデルを導出する。1.ロボットシステムのハイブリッドシステム制御（尹，用できる。細江）人間の手による巧みな物体操作は，手と対象物の間の回2.自律分散システムの概念に基づいた行動計画・行動転運動や滑り運動を利用し，点接触，線接触，面接触と巧学習および群ロボット行動設計（小林，細江，稲垣，上山，みに切り替えて実現される。また，二足歩行運動は，遊脚山田）相，衝突相，二足支持相の切り替えで構成される。これら複雑・大規模な問題にアプローチするため，自律分散シは，離散事象と連続ダイナミックスが混在するハイブリッステム理論に立脚し，複数問題を利用した多様な問題の動ドシステムである。また，ハイブリッド動作は生物運動の作計画法，対象物操作強化学習のための低次元化写像方法，みならず様々な応用分野で重要であり，このためハイブリッおよび群ロボットの協調捕獲行動設計，という3つの側面ドシステムのモデル化や制御法に関する研究が近年注目さから行動計画・行動設計方法に関する提案を行った。れている。しかし，今までのところ，ハイブリッドシステ複数問題を利用した動作計画法においては，複数の状態ムの制御は経験に基づいた試行錯誤的な方法でなされるこ離散化を利用した多様な問題に対する動作計画法を提案し，とがほとんどで，可制御性や可追従性などの理論的な考察複数の分解能の間の関係を用いて効率的に動作計画を行うに基づいた設計法は十分に確立されていない。本研究では，自己組織化法を提案した。多様な問題を解くロボットシスロボットの運動制御をハイブリッドシステムの枠組みの中テムには，制御器やそれが用いる関数近似器も多様性を持で行うことのできる新しい方法論を構築することを目指しつことが求められる。自律分散システムの原理を複数の関て以下の研究を行った。数近似器間の関係に導入することを提案し，状態の分解能（1）多指ロボットハンドおよび二足歩行ロボットの制御の違いに着目して制御器の間のクラスタリングを行うこと問題を論理記述を含んだ動的システム（MixedLogicalDy-で多様な問題での動作計画の計算量を節約できることを示namical）としてモデリングする方法を示した。また，このした。モデルを用いて多指ロボットハンドの接触モード遷移を伴強化学習は一般に対象に関する知識を仮定せず幅広い問う巧みな物体の操りおよび，二足歩行ロボットの軌道自動題を扱える定式化がなされている半面，膨大な試行錯誤を生成をMIQP（混合整数二次計画問題）として定式化し，要するという欠点を持っている。それに対して，対象に関すモーション計画と追従制御則を導出する方法を示した。る構造を既知とすることでその構造を積極的に利用した強（2）従来の非線形動的システム論を基礎に，MLDモデ化学習方法を考えることができる。対象物操作の学習におルを用いて，ハイブリッドシステムの内部モデル原理を開いて，ロボットと対象物の間に拘束が生じるという知識を発することを試みた。そのために，MLDシステムのゼロダ利用し，拘束付き運動を低次元のパラメータで陽に表現すイナミックスやゼロ誤差多様体を定義した。外部システムることで，行動学習を効率化することができる。このようの信号発生メカニズムを利用して，外部信号にゼロ誤差でな低次元化写像の構成のための第一歩として，一次元，二追従するフィードバック制御器の設計法を提案した。また，次元の場合を例にとりオフラインで拘束付運動により得ら任意の初期状態を持つMLDシステムの状態を漸近的にゼれたサンプル点から写像を構成する方法を提案した。ロ誤差多様体に収束させることによって，目標モーション群ロボットの行動設計においては，グラフ上の反応拡散への漸近追従を達成するための制御則を考案した。これら方程式を移動対象物の協調捕獲問題に適用し，対象物の大の理論的結果は，多指ロボットハンドの高速かつ協調の取きさ・ロボットの台数などに依存しない行動則を設計した。れた運動制御や歩行運動など周期的な運動制御に幅広く応各ロボットは局所的な観測のみから行動を決定し，全体と554平成16年度\nして均一に対象物を取り囲み，円環を縮小していくというとによって新しい運動計画の方法を提案した。この方法は挙動が実現できた。また，収束性および位相保持（近傍関従来の測地線を用いた計画法に比較し，移動が全体的にな係が変化しない）ための条件について考察し，提案法によめらかになされる特徴を持つ。結果の有効性は準静的モデる行動則が安定的に動作することを確認した。ルに基づいた数値計算で確認した。3.高度に冗長かつ非ホロノミックなシステムの運動制御（Svinin，金，細江，成清，金子，内山）Movementoflivingthingsischaracterizedbytheca-pabilityofdiverseoperationsandflexibleinteractionto本研究は，冗長自由度を持つ運動系の巧みな動作の解析thevaryingenvironment,realizedthroughtheremarkablyと運動のモデル化および制御を行うことを目標にして，（1）highdegreeoffreedomintheirstructureandthehybrid人による柔軟物体の操作についての動作解析，（2）多指ハmotionofcontinuousanddiscreteeventtasks.Fromtheンドによる物体把持，および（3）非ホロノミック拘束を受roboticsandthecontrolengineeringsides,however,theanalysisanddesigningofsystemswithsuchoutstandingけるロボットの運動計画アルゴリズムの設計という，3つcharacteristicsareextremelyhardandmanyfundamentalの側面から研究した。problemsremainunsolved.Theresearchofthisteamaims（1）運動解析に関しては，通常と異なった動的環境に対atinvestigating,fromthepositionofsystemcontrolthe-する人間の運動技能の形成を調べるため，高自由度柔軟物ory,theminuteandflexiblemovementcontrolfunctionsof体の移動を伴うリーチング運動の解析を行った。実験では，alivingthing,andvariousmovementgenerationfunctions.Itincludesthebasicresearchesonautonomousdecentral-任意個数の質点からなる柔軟仮想物体の運動を模擬できかizedsystemswithapplicationtoreinforcementlearning,つ剛性と質量を任意に指定できるよう，ファントムを用いcontrolofredundantandnon-holonomicsystems,analy-た接触インターフェースを構成した。被験者には，初期点sisofman-machinesystems,andthehybridsystemofaで静止状態にある手と物体を，目標点に移動させ，目標点continuous-timeandadiscreteeventsystem.では手および柔軟物体を滑らかに停止させるよう指示した。1.Hybridsystemscontrolその結果，移動速度の時間変化プロファイルは，自由空間Dexteroushandmanipulationsofahumanarereal-の場合に共通して見られるベル型とは異なり，本実験ではizedbytheautomaticswitchingofeitherdifferentrelative質量と合成の組み合わせによっては2つの山を有する型にmotions,suchasrollingandsliding,orvarioustypesofinteractions,suchaspointinteraction,lineinteractions,なることが観測された。このような移動パターンを理論的andsurfaceinteraction.Anotherexampleisthebipedに予測するために，ここでは，手の最小ジャーク移動モデルwalkerwhosemotionisformulatedastheconnectionofを解析的に定式化し，実験結果と合うことを確かめた。本single-supportmode,impactmode,anddouble-supportモデルは，1つの質点だけからなる柔軟物体の場合についmode.Thesearehighlycomplexhybridsystemcontrolofて最近脳の計算理論の分野で提案された物体の最小クラッcontinuous-timeanddiscreteeventsystem.Inrecentyears,hybridsystemshavereceivedconsiderableattention,butクルモデルによる予測結果とほぼ一致する。しかし，多数theirunderstandingisverylimited.Thesystemtheoreticの質点からなる柔軟物体の場合には明らかに異なった予測studiessuchasanalysisofcontrollabilityandtrackability結果を与えている。この結果は，人は環境の動的な性質をareveryfew.Anewparadigmformodeling,planningand考慮しつつ，手座標の空間で腕の運動計画をしていることcontrolofrobotswithintheframeworkofhybridsystemsisstronglyexpected.Inthisresearch,wehaveperformedを示唆するものである。thefollowingstudies.（2）多指ハンドによる物体把持に関しては，まず物体を(1)Modelingofmulti-fingeredhandmanipulationand操作するのに必要な指の本数について解析した。このためbipedwalkingに，操作空間と指先空間の間の剛性の関係について考察し，Wehavederivedageneraldynamiccomplementary(DC)systemmodelandamixedlogicaldynamical(MLD)物体の操作に必要な剛性を達成するために，指間の干渉をsystemmodelformulti-fingeredhandmanipulationinclud-生じさせないで指先剛性を調整する方法を提案した。一般ingcontactmodeswitchingandbipedwalkerwithim-に，多指ハンドによる物体把持系は力冗長系であるので，力pactphenomenon.WithusingtheMLDsystemmodelの分配問題を剛性の分配問題と関係付けた。このとき望まwehaveformulatedthedexteroushandmanipulationandしい操作剛性と物体への外力が与えられれば，接触力と指bipedwalkingcontrolproblemasmixedintegerquadricprogramming(MIQP)problems.Thesemodelingworks先剛性は二次最適化問題を解いて同時に決定される。本結arethefirsttrialsinapplyingtheadvancedknowledgeof果の有効性は，シミュレーションとともに安川モータによhybridsystemstomulti-contactrobotsystemsandabipedるロボット実験で確かめた。また，柔軟指先を持つ指の変robot.形について考察し，これを把持システムのモデル化にいか(2)InternalmodelprincipleofhybridcontrolsystemsWehaveestablishedtheconceptofzerodynamicsforに組み込む方法を検討した。MLDmodels,relateditwithaninternalmodelprinciple（3）非ホロノミック拘束条件下での熟練動作について検anddemonstratedthezero-errortrackingperformanceon討するため，玉乗りのようにボールの回転を利用した移動azero-errormanifoldofMLDsystems.Moreover,controlシステムについて解析した。このシステムでは，半球の切ruleisconsideredforanMLDsystemwitharbitraryinitialstate,bywhichtheMLDsystemisregulatedtoconverge断面上に置かれたロボット機構の質量中心を制御することasymptoticallytothezero-errormanifoldtherefore,achiev-で駆動される。すなわち，ロボットの質量中心を切断面上ingtheasymptotictracking.Thisworkwillcontributetoで一周させると，非ホロノミック性により，半球の位置はthefeedbackcontrolofahybridsystem.Thesetheoreticalそれが置かれた平面状で移動する。本研究では，質量中心resultscanbeappliedtowideclassesofrobotcontrolappli-の切断面上での移動経路を種々の半径を持つ円周とするこcationsincludinghandmovement,upper-limbsmovement,理研研究年報555\nlegmovement,ormovementofthewholebody.space.Topredictthetrajectoryofhumanhand,wehavedevelopedananalyticalformulationoftheminimumhand2.Autonomousdecentralizedsystemanditsap-jerkmodel,andexperimentallyconfirmedthismodel.ForplicationtoreinforcementlearningsinglemassobjectsourmodelgivespredictionssimilartoThisresearchaimsatapproachinglargeandcomplexaminimumobjectcracklemodel,recentlyproposedinthecontrolproblemsbasedonautonomousdecentralizedsys-computationalneurosciencecommunity.Wehaveshowntemtheory.Weproposedtwoapproachesbasedonrein-thatacleardistinctionbetweenthesemodelscanbees-forcementlearningandautonomousdecentralizedsystemtablishedformulti-massobjects.Ourresultssuggestthattheory.atthehigh-leveloforganizationtheCNSmayplanarm(1)Inordertorealizearobotsystemwhichcansolvemovementsinthetaskspaceofhandcoordinates,takingvariouskindsofcontrolproblems,wemustconsidertheintoaccountthedynamicpropertiesofthenovelenviron-diversityofthecontrollersorthefunctionapproximatorsment.ofthecontrollers.Weproposedaself-organizationmethod(2)Here,wefirstanalyzedhowmanycompliantfin-fortheeffectivemotionplanningwithmultipleresolutionsgersarenecessarytomanipulateanobject.Inthisanaly-ofthestatediscretization.Themotionplanningwithmul-sisweexploitedthestiffnessrelationbetweenoperationaltipleresolutionswhichwerederivedbymultiplerewardsspaceandfingertipspace.Then,weoutlinedatech-wasproposed.Weshowedthattheself-organizationoftheniqueforthemodulationofthefingertipstiffnesswithoutusageofthemultipleresolutionscoulddecreasethecompu-inter-fingercouplingsoastoachievethedesiredopera-tationalcostofmotionplanningintwo-DOFmanipulatortionalstiffnessoftheobject.Since,ingeneral,themulti-reachingproblem.fingeredgraspingsystemsareforceredundant,werelated(2)Itisaneffectivewaytointroducesomestructuretheforce-distributionproblemwiththestiffnessdistribu-orknowledgetothereinforcementlearningframeworkfortion.Giventhedesiredoperationalstiffnessandtheexter-theaccelerationoflearningprocesses.Wefocusedonthenalforce/momentloadingontheobject,thecontactforcesmanipulationproblemofamanipulator,wherethemo-andthefingertipstiffnesscanbefoundsimultaneously,us-tionofthesystemhassomeconstraintsbecauseoftheingaquadraticoptimizationproblem.Thismethodhascontactbetweenobjectsandmanipulators.Bymappingbeenhasbeenverifiedundersimulationandexperimenthigh-dimensionalstatevectorstolower-dimensionalpa-witharobotichandbuiltfromYasukawaMotors.Finally,rameters,theconstrainedmotioncanbeexpressedbyawehaveaddressedtheissuesrelatedtothedeformationlower-dimensionalstatespace.Weproposedanoff-linefeaturesoffingerswithsoftfingertipsandhaveshownhowmethodofthetwo-dimensionalmappingmethodwhichistoincorporatethesefeaturesintothedynamicmodeloftheapplicabletoexpressaconstrainedmotionwithtwode-graspingsystem.Thetheoreticalandexperimentalanaly-greesoffreedom.sis,undertakenforatwo-fingeredsysteminawritingtask,(3)Weproposedadesigningmethodforcoopera-revealsthatthesoftnessoffingertipsplaysanimportanttivecapturingbymultiplemobilerobotsbasedonanrolewhenahighaccuracyoftheobjectmanipulationisautonomous-decentralizedapproach.Thecontrolofeachrequired.robotcanbedecidedonlybylocalinformation,thatis,(3)Tounderstandskillfulmovementssubjectedtonon-thestatesofneighborrobots,basedonareaction-diffusionholonomicconstraintswehaveanalyzedarolling-basedlo-equationonagraph.Thecapturingtaskcanberealizedcomotionsystem.Inthissystemaroboticmechanismiswithmovingobjectswithdifferentsizesandwithdiffer-placedonahemisphere.Thesystemcanbedrivenbycon-entnumberofrobots.Wealsodiscussedtheconditionstrollingthepositionofthecenterofmassesoftherobotforconvergenceandpreservationofthetopology,andcon-because,duetothenon-holonomicconstraints,closedtra-firmedthattheproposedcontrollawstablyworks.jectoriesofthemasscenterresultstothepropulsionofthecontactpointontheflatsurface.Toconstructthemotion3.Motorcontrolandhuman-robotinteractionofthesystem,weproposedanovelmotionplanningalgo-Theresearchistargetedtotheanalysisofskillfulmove-rithminwhichthecontactpointontheplanetracescirclesmentsandtomodelingandcontrolofsystemswithre-ofgenerallydifferentradii.Thesizeoftheradiiischosendundantdegreesoffreedom.Here,wehavepursuedthreefromthecontactstabilityconsiderations.Comparingtodirections.Thefirstonedealswithaccountingofinvari-thegeodesicplanningalgorithm(reportedlastyear),inantfeaturesofreachingmovementsinthemanipulationwhichthecenterofmasstracesmultipletrianglesintheofflexibleobjects.Thesecondaddressestheforceredun-mainhemisphereplane,thenovelalgorithmincreasesthedantsystemsofmulti-fingeredgrasping.Thelastonedealsoverallsmoothnessofmotionsincethemasscentertraceswiththedesignofmotionplanningalgorithmsforrobotsgeneralizedfigureeights.Thefeasibilityoftheproposedsubjectedtonon-holonomicconstraints.algorithmhasbeenverifiedundercomputersimulationus-(1)Totesttheformationofmovementskillsinunusualingquasi-staticmodelofthesystem.dynamicenvironments,weanalyzedhumanreachingmove-mentsinthemanipulationofflexibleobjectswithmanydegreesoffreedom.Tocollectexperimentaldatawede-velopedaPhantombasedhapticinterfaceinwhichonecanassignanarbitrarynumberofmassesofthevirtualflexibleStaffobjectaswellasspecifyitsmassesandstiffnesscoefficients.IntheexperimentsthehandandobjectwereatrestattheHeadstartpoint,andthesubjectswererequestedtomovetheDr.ShigeyukiHOSOEflexibleobjectandsmoothlystopthehandandallthemassesatatargetpoint.Theexperimentalresultsshowthatundercertaincombinationofmassesandstiffnessco-ResearchScientistsefficients,thehandvelocityprofilehasatwo-phased,notDr.MikhailSVININbell-shapedformcommonforreachingmovementsinfreeDr.YingjieYIN556平成16年度\nDr.YuichiKOBAYASHIcontrolofintelligentrobots”,2004IEEE/RSJInt.Conf.Dr.Byoung-HoKIM(retiredFeb.28,2005)onIntelligentRobotsandSystems(IROS2004),Sendai,＊Dr.MasaharuUCHIYAMA2004–9～10,IEEE,Piscataway,pp.1–8(2004).＊＊Dr.TatsuoNARIKIYOKimB.andHiraiS.:“Deformationalfeaturesofsoft-＊Dr.MakotoKANEKOfingertipsappliedtoobjectmanipulations:Theoretical＊Dr.HiroyasuYAMADAandexperimentalanalyses”,2004IEEE/RSJInt.Conf.＊Dr.EizouUEYAMAonIntelligentRobotsandSystems(IROS2004),Sendai,＊Dr.ShinkichiINAGAKI2004–9～10,IEEE,Piscataway,pp.94–99(2004).＊＊(parttime)SvininM.,MasuiY.,LuoZ.,andHosoeS.:“Onthedy-namicversionoftheminimumhandjerkcriterion”,2004IEEE/RSJInt.Conf.onIntelligentRobotsandSystems誌　上　発　表Publications(IROS2004),Sendai,2004–9～10,IEEE,Piscataway,［雑誌］pp.174–179(2004).＊（原著論文）＊印は査読制度がある論文KobayashiY.andHosoeS.:“Self-organizationofevalua-OhtaK.,SvininM.,LuoZ.,HosoeS.,andLaboissieretionspaceforplanningusingstatediscretizationresolu-R.:“Optimaltrajectoryformationofconstrainedhu-tion”,2004IEEE/RSJInt.Conf.onIntelligentRobotsmanarmreachingmovements”,Biol.Cybern.91,23–36andSystems(IROS2004),Sendai,2004–9～10,IEEE,(2004).＊Piscataway,pp.1756–1761(2004).＊NakagakiT.,YamadaH.,andHaraM.:“SmartnetworkAsanoF.,LuoZ.,TaharaK.,YamakitaM.,andHosoesolutionsinanamoeboidorganism”,Biophys.Chem.S.:“Modelingandcontrolforwholearmdynamicco-107,1–5(2004).＊operativemanipulation”,2004IEEE/RSJInt.Conf.onYinY.andHosoeS.:“TrackingcontrolofmixedlogicIntelligentRobotsandSystems(IROS2004),Sendai,dynamicalsystems”,IEICETrans.Fundam.Electron.,2004–9～10,IEEE,Piscataway,pp.3282–3287(2004).Commun.Comput.Sci.E87-A,2929–2936(2004).＊＊小林祐一,湯浅秀男,細江繁幸:“強化学習のための矩形基YinY.,HosoeS.,andLuoZ.:“Towardthetrackingcon-底による自律分散型関数近似”,計測自動制御学会論文集trolofdiscreteandcontinuoushybridsystems”,Proc.40,849–858(2004).＊10thIFAC/IFORS/IMACS/IFIPSymp.onLargeScale天野真輝,羅志偉,細江繁幸:“Graph-dependentsufficientSystems:TheoryandApplications(LSS2004),Osaka,conditionsforsynchronizationofnetworkcoupledsys-2004–7,IFAC,Osaka,pp.688–693(2004).＊temwithtime-delay”,計測自動制御学会論文集40,925–YinY.andHosoeS.:“Trackingcontrolofdiscreteand933(2004).＊continuoushybridsystems:Modelingandservoingprob-佐橋順一郎,成清辰生:“受動速度場制御を用いた劣駆動マlemofdextroushandmanipulation”,Proc.2004IEEEニピュレータの制御”,計測自動制御学会論文集40,1030–Int.Conf.onControlApplications,Taipei,Taiwan,1037(2004).＊2004–9,IEEE,Piscataway,pp.860–865(2004).＊不破勝彦,成清辰生,神藤久:“デュアルオブザーバによるKimB.andHiraiS.:“Characterizingthedynamicdefor-零点配置”,電気学会論文誌C124,2461–2469(2004).＊mationofsoftfingertipsandanalyzingitssignificancefor秋山圭,羅志偉,大西正輝,八木哲也,細江繁幸:“シリコンmulti-fingeredoperations”,Proc.2004IEEEInt.Conf.網膜を用いたオプティカルフローの局所計算方式”,電子onRobotics&Automation(ICRA2004),NewOrleans,情報通信学会論文誌D-II87,1462–1472(2004).＊USA,2004–4,IEEE,Piscataway,pp.2944–2950(2004).太田憲,SvininM.,羅志偉,細江繁幸:“ヒトのクランク回＊転作業の最適運動規範”,電子情報通信学会論文誌D-IIAsanoF.,LuoZ.,YamakitaM.,TaharaK.,andHosoeS.:87,1707–1717(2004).＊“Bio-mimeticcontrolforwholearmcooperativemanip-猪平栄一,近野敦,内山勝:“順次処理における動的再構成ulation”,Proc.2004IEEEInt.Conf.onSystems,Man機能を備えた実時間制御ソフトウェア”,日本ロボット学andCybernetics(SMC2004)(CD-ROM),TheHague,会誌22,1021–1030(2004).＊TheNetherlands,2004–10,IEEE,Piscataway,pp.704–大西正輝,小田島正,羅志偉,細江繁幸:“人間と接するロボッ709(2004).＊ト開発のための没入型三次元動力学シミュレーション環YinY.,SvininM.,andHosoeS.:“Modelingandcontrol境”,電子情報通信学会論文誌D-II88,368–377(2005).ofmulti-fingeredrobothandfordexterousmanipula-＊tion:Acontinuousanddiscretehybridapproach”,Proc.黄潤權,近野敦,小笠原克久,猪平栄一,内山勝:“ヒューマ2004IEEEInt.Conf.onSystems,ManandCybernet-ノイドロボット高速動力学シミュレータの開発”,日本ロics(SMC2004)(CD-ROM),Hague,TheNetherlands,ボット学会誌23,113–123(2005).＊2004–10,IEEE,Piscataway,pp.710–715(2004).＊［単行本・Proc.］KobayashiY.andHosoeS.:“Motionplanningwithmul-（原著論文）＊印は査読制度がある論文tipleresolutions:Integrationofevaluationspace”,Proc.YinY.andHosoeS.:“AMLDmodelingformulationand2004IEEEInt.Conf.onSystems,ManandCybernet-理研研究年報557\nics(SMC2004)(CD-ROM),Hague,TheNetherlands,London,UK,2004–7,IEEEComputerSociety,Los2004–10,IEEE,Piscataway,pp.750–755(2004).＊Alamitos,pp.533–538(2004).＊SvininM.,MasuiY.,LuoZ.,andHosoeS.:“AnalysisLuoZ.,SvininM.,OhtaK.,OdashimaT.,andHosoeS.:ofhumanmovementsinvirtualenvironments:Dealing“Onoptimalityofhumanarmmovements”,Proc.IEEEwithflexibleobjects”,Proc.2004IEEEInt.Conf.onInt.Conf.onRoboticsandBiomimetics2004(ROBIOSystems,ManandCybernetics(SMC2004)(CD-ROM),2004),Shenyang,China,2004–8,IEEE,Piscataway,pp.Hague,TheNetherlands,2004–10,IEEE,Piscataway,447-1–447-6(2004).＊pp.2918–2923(2004).＊YinY.,SugimotoT.,HosoeS.,AsanoF.,andLuoZ.:KimB.andHosoeS.:“Numberofindependentfin-“Hybridsystemmodelingandcontrolofmulti-contactgersforobjectmanipulationsbasedoncompliancecon-handmanipulation”,Proc.IEEEInt.Conf.onRoboticstrol”,Proc.2004IEEEInt.Conf.onSystems,ManandBiomimetics2004(ROBIO2004),Shenyang,China,andCybernetics(SMC2004)(CD-ROM),Hague,The2004–8,IEEE,Piscataway,pp.CDR-1–CDR-6(2004).Netherlands,2004–10,IEEE,Piscataway,pp.5380–5385＊(2004).＊SvininM.,OdashimaT.,LuoZ.,andHosoeS.:“OntheLuoZ.,KishiY.,AsanoF.,andHosoeS.:“Adjustmentoptimizationapproachestothetrajectoryformationofofimpedancecenterforpassiveinteractionbetweenahumanmovements”,Proc.ofInt.Conf.onComplexrobotanditsenvironment”,Proc.2ndConf.onArtificialSystemsIntelligenceandModernTechnologicalAppli-Muscles:BiomimeticSystemEng.,Ikeda,2004–5,AIST,cations(CSIMTA2004),Cherbourg,France,2004–9,Ikeda,pp.1–4(2004).＊JOUVE,Paris,pp.628–633(2004).＊TaharaK.,OdashimaT.,OnishiM.,AsanoF.,LuoZ.,UeyamaE.andHosoeS.:“AfilteringmethodofmotionandHosoeS.:“Developmentofadynamichumanmove-vectorfieldsavailablefordigitalvisionchips”,Proc.mentanalysisplatform”,Proc.2ndConf.onArtificialSICEAnn.Conf.inSapporo2004(SICE2004),Sapporo,Muscles:BiomimeticSystemEng.,Ikeda,2004–5,AIST,2004–8,SICE,Tokyo,pp.544–547(2004).＊Ikeda,pp.1–4(2004).＊TaharaK.,LuoZ.,OdashimaT.,OnishiM.,HosoeS.,KimB.andHosoeS.:“Amodelofsoftcontact-basedma-andKatoA.:“Dynamiccontrolandsimulationofhu-nipulationsystemsanditsapplicationtowritingtasks”,manmusculo-skeletalmodel”,Proc.SICEAnn.Conf.Proc.30thAnn.Conf.ofTheIEEEIndustrialElectron-inSapporo2004(SICE2004),Sapporo,2004–8,SICE,icsSociety(IECON’04),Busan,Korea,2004–11,IEEE,Tokyo,pp.2395–2398(2004).＊Daejeon,pp.1–6(2004).＊SuzukiK.,SvininM.,andHosoeS.:“AstudyonSvininM.,GoncharenkoI.,MasuiY.,MatsumotoS.,motionplanningforrolling-basedlocomotion”,ProcKanouY.,andHosoeS.:“Rehabilitationhapticsim-4thInt.Conf.onAdvancedMechatronics(ICAM’04),ulatorswithspatiallyconstrainedhumanmovements”,Asahikawa,2004–10,TheJapanSocietyofMechanicalProc.3rdInt.WorkshoponVirtualRehabilitationEngineers,Tokyo,pp.241–246(2004).＊(IWVR2004),Lausanne,Switzerland,2004–9,VRlab,鷲野誠一郎,佐藤大祐,内山勝:“遠隔操作双腕ロボットによEPFLandTroisiemeCycleRomandd’Informatique,るトラス構造物部品接続実験”,ロボティクス・メカトロニLausanne,pp.109–116(2004).＊クス講演会’04講演論文集(CD-ROM),名古屋,2004–6,YinY.,LuoZ.,HosoeS.,andKangZ.:“Modelingand日本機械学会,東京,p.1A1-L1-19(2004).＊ControlofIntelligentRobotsAGeneralHybridSys-小林亮介,廣崎尚登,佐藤大祐,内山勝:“生体軟組織の触覚temFramework”,Proc.5thAsianControlConference提示システムの構築”,ロボティクス・メカトロニクス講(ASCC2004),Melbourne,Australia,2004–7,IEEE,Pis-演会’04講演論文集(CD-ROM),名古屋,2004–6,日本機cataway,pp.569–574(2004).＊械学会,東京,pp.2A1-H-6(1)–2A1-H-6(2)(2004).＊YinY.,YoshikazuK.,andHosoeS.:“Adaptiverobustcon-谷田悠介,阿部幸勇,近野敦,内山勝:“ヒューマノイドロtrolofroboticsystemsunderenvironmentconstraint”,ボット用H溝型床反力センサの設計開発”,ロボティクProc.6thAsia-PacificConf.onControlandMeasure-ス・メカトロニクス講演会’04講演論文集(CD-ROM),名ment(APCCM2004),Chengdu,China,2004–8,China古屋,2004–6,日本機械学会,東京,pp.2A1-H-74(1)–2A1-AviationIndustryPress,Beijing,pp.195–200(2004).＊H-74(2)(2004).＊NarikiyoT.andOhmiyaM.:“Experimentalstudyonsta-阿部幸勇,谷田悠介,内山勝:“指向性をもつ弾性はりの構bilizingcontrolofafloatingplanarspacerobot”,Proc.造解析”,ロボティクス・メカトロニクス講演会’04講演6thIASTEDInt.lConf.IntelligentSystemsandControl,論文集(CD-ROM),名古屋,2004–6,日本機械学会,東京,Hawaii,USA,2004–8,ACTAPress,Calgary,pp.30–35pp.2P1-H-8(1)–2P1-H-8(4)(2004).＊(2004).＊浅野文彦,羅志偉,山北昌毅,田原健二,細江繁幸:“双腕協GoncharenkoI.,SvininM.,MatsumotoS.,MasuiY.,調型フルアーム・マニピュレーションのためのバイオ・KanouY.,andHosoeS.:“Cooperativecontrolwithhap-ミメティック制御”,ロボティクス・メカトロニクス講演ticvisualizationinsharedvirtualenvironments”,Proc.会’04講演論文集(CD-ROM),名古屋,2004–6,日本機械8thInt.Conf.onInformationVisualisation(IV2004),学会,東京,pp.1A1-L1-32(1)–1A1-L1-32(4)(2004).＊558平成16年度\n田中宏幸,羅志偉,細江繁幸:“複合現実感を用いた双腕ロ講演論文集,つくば,2004–12,計測自動制御学会,東京,ボットの遠隔協調制御”,ロボティクス・メカトロニクスpp.1112–1113(2004).講演会’04講演論文集(CD-ROM),名古屋,2004–6,日本YinY.,細江繁幸:“Considerationontrackingcontrolof機械学会,東京,pp.1A1-L1-37(1)–1A1-L1-37(2)(2004).discreteandcontinuoushybridsystems”,第5回計測＊自動制御学会システムインテグレーション部門講演会安部典男,羅志偉,細江繁幸:“冗長自由度システムの視覚・（SI2004）講演論文集,つくば,2004–12,計測自動制御運動協調の自己組織化”,ロボティクス・メカトロニクス学会,東京,pp.1116–1117(2004).講演会’04講演論文集(CD-ROM),名古屋,2004–6,日本KeenerJ.,SneydJ.:山田裕康:(訳)“第15章循環系”,数機械学会,東京,pp.1A1-L1-38(1)–1A1-L1-38(2)(2004).理生理学（下）システム生理学,日本評論社,東京,pp.＊59–104(2005).増井洋平,SvininM.,羅志偉,細江繁幸:“人間の運動軌KeenerJ.,SneydJ.:山田裕康:(訳)“第22章網膜と視覚”,道計画問題における動力学を考慮した躍度最小規範の提数理生理学（下）システム生理学,日本評論社,東京,pp.案”,ロボティクス・メカトロニクス講演会’04講演論文301–321(2005).集(CD-ROM),名古屋,2004–6,日本機械学会,東京,pp.1A1-L1-40(1)–1A1-L1-40(2)(2004).＊口　頭　発　表OralPresentations大坪恭士,小林祐一,細江繁幸:“グラフ上の反応拡散方程（国際会議等）式を用いた群ロボットによる協調捕獲”,第22回日本ロOhtaK.,LaboissiereR.,SvininM.,LuoZ.,andHosoeS.:ボット学会学術講演会予稿集CD-ROM,岐阜,2004–9,日“DoestheCNSplantheoptimaltrajectoryofarmmove-本ロボット学会,東京,pp.3C23-1–3C23-4(2004).mentusingdynamicformulation?”,2004Ann.Meet.on増井洋平,SvininM.,羅志偉,細江繁幸:“動的環境での人NeuralControlofMovement(NCM2004),(TheSoci-間上肢運動の軌道解析”,第22回日本ロボット学会学術etyfortheNeuralControlofMovement),Sitges,Spain,講演会予稿集CD-ROM,岐阜,2004–9,日本ロボット学Mar.–Apr.(2004).会,東京,pp.3C24-1–3C24-2(2004).KimB.andHiraiS.:“Characterizingthedynamicdefor-浅野文彦,羅志偉,山北昌毅,細江繁幸:“随意運動と反射のmationofsoftfingertipsandanalyzingitssignificance統合に基づく全身マニピュレーションの実現”,第22回日formulti-fingeredoperations”,IEEE2004Int.Conf.on本ロボット学会学術講演会予稿集CD-ROM,岐阜,2004–RoboticsandAutomation(ICRA2004),NewOrleans,9,日本ロボット学会,東京,pp.3C26-1–3C26-4(2004).USA,Apr.(2004).YinY.,杉本隆幸,細江繁幸,浅野文彦,羅志偉:“ハイブリッHosoeS.:“Bio-mimeticcontrol:Thepresentstatusドシステム制御による接触モード遷移を伴うハンドマニandthesubjects”,2ndConf.onArtificialMuscles:ピュレーション”,第22回日本ロボット学会学術講演会BiomimeticSystemEngineering,(RIKENBMCand予稿集CD-ROM,岐阜,2004–9,日本ロボット学会,東京,AISTKansai),Ikeda,May(2004).pp.3C27-1–3C27-2(2004).LuoZ.,KishiY.,AsanoF.,andHosoeS.:“AdjustmentYinY.,細江繁幸:“Trackingcontrolofdiscreteandcon-ofimpedancecenterforpassiveinteractionbetweenatinuoushybridsystems”,第47回自動制御連合講演会講robotanditsenvironment”,2ndConf.onArtificial演論文集(CD-ROM),千葉,2004–11,（社）日本機械学Muscles:BiomimeticSystemEngineering,(AISTand会,東京,p.66(2004).RIKENBMC),Ikeda,May(2004).GoncharenkoI.,SvininM.,松本壮樹,加納裕,増井洋平,TaharaK.,OdashimaT.,OnishiM.,AsanoF.,Luo細江繁幸:“AhapticvisualizationsystemforstudyingZ.,andHosoeS.:“Developmentofadynamichumancontrainedhumanmovements”,日本バーチャルリアリmovementanalysisplatform”,2ndConf.onArtificialティ学会第9回大会論文集,京都,2004–9,日本バーチャMuscles:BiomimeticSystemEngineering,(AISTandルリアリティ学会,京都,pp.91–92(2004).＊RIKENBMC),Ikeda,May(2004).（総　説）YinY.,LuoZ.,HosoeS.,andKangZ.:“ModelingandHosoeS.:“Bio-mimeticcontrol:Thepresentstatusandcontrolofintelligentrobotsageneralhybridsystemthesubjects”,Proc.2ndConf.onArtificialMuscles:framework”,5thAsianControlConf.(ASCC2004),BiomimeticSystemEng.,Ikeda,2004–5,AIST,Ikeda,(TheUniversityofMelbourne,IEEE,andEngineerspp.1–4(2004).Australia),Melbourne,Australia,July(2004).大西正輝,小田島正,羅志偉,細江繁幸:“没入型動的インタGoncharenkoI.,SvininM.,MatsumotoS.,MasuiY.,ラクションシステム”,計測自動制御学会第67回パターKanouY.,andHosoeS.:“Cooperativecontrolwithhap-ン計測部会研究会資料,名古屋,2004–6,計測自動制御学ticvisualizationinsharedvirtualenvironments”,8th会,東京,pp.19–25(2004).Int.Conf.onInformationVisualisation(IV2004),(IEEE（その他）ComputerSociety),London,UK,July(2004).熊崎健太,細江繁幸,SvininM.,金丙鎬:“Anewforce/YinY.,HosoeS.,andLuoZ.:“Towardthetrackingcon-stiffnessdistributionschemeforcompliantmanipula-trolofdiscreteandcontinuoushybridsystems”,10thtionsbymulti-fingeredrobothands”,第5回計測自動制IFAC/IFORS/IMACS/IFIPSymp.onLargeScaleSys-御学会システムインテグレーション部門講演会（SI2004）tems:TheoryandApplications(LSS2004),Osaka,July理研研究年報559\n(2004).operativemanipulation”,2004IEEE/RSJInt.Conf.onNarikiyoT.andOhmiyaM.:“Experimentalstudyonsta-IntelligentRobotsandSystems(IROS2004),Sendai,bilizingcontrolofafloatingplanarspacerobot”,6thSept.–Oct.(2004).IASTEDInt.Conf.onIntelligentSystemsandControl,SvininM.,MasuiY.,LuoZ.,andHosoeS.:“Onthedy-Honolulu,USA,Aug.(2004).namicversionoftheminimumhandjerkcriterion”,2004YinY.,SugimotoT.,HosoeS.,AsanoF.,andLuoZ.:IEEE/RSJInt.Conf.onIntelligentRobotsandSystems“Hybridsystemmodelingandcontrolofmulti-contact(IROS2004),Sendai,Sept.–Oct.(2004).handmanipulation”,IEEEInt.Conf.onRoboticsandKobayashiY.andHosoeS.:“Self-organizationofevalua-Biomimetics(ROBIO2004),Shenyang,China,Aug.tionspaceforplanningusingstatediscretizationresolu-(2004).tion”,2004IEEE/RSJInt.Conf.onIntelligentRobotsLuoZ.,SvininM.,OhtaK.,OdashimaT.,andHosoeandSystems(IROS2004),Sendai,Sept.–Oct.(2004).S.:“Onoptimalityofhumanarmmovements”,IEEESvininM.,MasuiY.,LuoZ.,andHosoeS.:“AnalysisInt.Conf.onRoboticsandBiomimetics(ROBIO2004),ofhumanmovementsinvirtualenvironments:DealingShenyang,China,Aug.(2004).withflexibleobjects”,2004IEEEInt.Conf.onSys-UeyamaE.andHosoeS.:“Afilteringmethodofmotiontems,ManandCybernetics(SMC2004),TheHague,vectorfieldsavailablefordigitalvisionchips”,SICETheNetherlands,Oct.(2004).Ann.Conf.inSapporo2004(SICE2004),Sapporo,Aug.AsanoF.,LuoZ.,YamakitaM.,TaharaK.,andHosoeS.:(2004).“Bio-mimeticcontrolforwholearmcooperativemanip-TaharaK.,LuoZ.,OdashimaT.,OnishiM.,HosoeS.,ulation”,2004IEEEInt.Conf.onSystems,ManandandKatoA.:“Dynamiccontrolandsimulationofhu-Cybernetics(SMC2004),TheHague,TheNetherlands,manmusculo-skeletalmodel”,SICEAnn.Conf.inSap-Oct.(2004).poro2004(SICE2004),Sapporo,Aug.(2004).YinY.,SvininM.,andHosoeS.:“Modelingandcon-YinY.,YoshikazuK.,andHosoeS.:“Adaptiverobustcon-trolofmulti-fingeredrobothandfordexterousmanip-trolofroboticsystemsunderenvironmentconstraint”,ulation:Acontinuousanddiscretehybridapproach”,6thAsia-PacificConf.onControlandMeasurement2004IEEEInt.Conf.onSystems,ManandCybernetics(APCCM2004),(NanjingUniversityofAeronauticsand(SMC2004),Hague,TheNetherlands,Oct.(2004).Astronauticsandothers),Chengdu,China,Aug.(2004).KobayashiY.andHosoeS.:“Motionplanningwithmul-YinY.andHosoeS.:“Trackingcontrolofdiscreteandtipleresolutions:Integrationofevaluationspace”,2004continuoushybridsystems:Modelingandservoingprob-IEEEInt.Conf.onSystems,ManandCyberneticslemofdextroushandmanipulation”,2004IEEEInt.(SMC2004),Hague,TheNetherlands,Oct.(2004).Conf.onControlApplications,Taipei,Taiwan,Sept.KimB.andHosoeS.:“Numberofindependentfingers(2004).forobjectmanipulationsbasedoncompliancecontrol”,SvininM.,OdashimaT.,LuoZ.,andHosoeS.:“On2004IEEEInt.Conf.onSystems,ManandCyberneticstheoptimizationapproachestothetrajectoryforma-(SMC2004),Hague,TheNetherlands,Oct.(2004).tionofhumanmovements”,Int.Conf.onComplexSys-SuzukiK.,SvininM.,andHosoeS.:“AstudyonmotiontemsIntelligenceandModernTechnologicalApplica-planningforrolling-basedlocomotion”,4thInt.Conf.ontions(CSIMTA2004),Cherbourg,France,Sept.(2004).theAdvancedMechatronics(ICAM’04),(TheJapanSo-SvininM.,GoncharenkoI.,MasuiY.,MatsumotoS.,cietyofMechanicalEngineers),Asahikawa,Oct.(2004).KanouY.,andHosoeS.:“RehabilitationhapticKimB.andHosoeS.:“Amodelofsoftcontact-basedma-simulatorswithspatiallyconstrainedhumanmove-nipulationsystemsanditsapplicationtowritingtasks”,ments”,3rdInt.WorkshoponVirtualRehabilita-30thAnn.Conf.ofTheIEEEIndustrialElectronicsSoc.tion(IWVR2004),(VRlab,EPFLandTroisiemeCycle(IECON’04),Busan,Korea,Nov.(2004).Romadd’Informatique),Lausanne,Switzerland,Sept.（国内会議）(2004).鷲野誠一郎,佐藤大祐,内山勝:“遠隔操作双腕ロボットにYinY.andHosoeS.:“AMLDmodelingformulationandよるトラス構造物部品接続実験”,ロボティクス・メカトcontrolofintelligentrobots”,2004IEEE/RSJInt.Conf.ロニクス講演会’04(ROBOMEC’04),(日本機械学会ロonIntelligentRobotsandSystems(IROS2004),Sendai,ボティクス・メカトロニクス部門),名古屋,6月(2004).Sept.–Oct.(2004).谷田悠介,阿部幸勇,近野敦,内山勝:“ヒューマノイドロKimB.andHiraiS.:“Deformationalfeaturesofsoft-ボット用H溝型床反力センサの設計開発”,ロボティクfingertipsappliedtoobjectmanipulations:Theoreticalス・メカトロニクス講演会’04(ROBOMEC’04),(日本機andexperimentalanalyses”,2004IEEE/RSJInt.Conf.械学会ロボティクス・メカトロニクス部門),名古屋,6月onIntelligentRobotsandSystems(IROS2004),Sendai,(2004).Sept.–Oct.(2004).小林亮介,廣崎尚登,佐藤大祐,内山勝:“生体軟組織の触覚AsanoF.,LuoZ.,TaharaK.,YamakitaM.,andHosoe提示システムの構築”,ロボティクス・メカトロニクス講S.:“Modelingandcontrolforwholearmdynamicco-演会’04(ROBOMEC’04),(日本機械学会ロボティクス・560平成16年度\nメカトロニクス部門),名古屋,6月(2004).contrainedhumanmovements”,日本バーチャルリアリ増井洋平,SvininM.,羅志偉,細江繁幸:“人間の運動軌道計ティ学会第9回大会,京都,9月(2004).画問題における動力学を考慮した躍度最小規範の提案”,大坪恭士,小林祐一,細江繁幸:“グラフ上の反応拡散方程ロボティクス・メカトロニクス講演会’04(ROBOMEC式を用いた群ロボットによる協調捕獲”,第22回日本ロ’04),(日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門),ボット学会学術講演会,岐阜,9月(2004).名古屋,6月(2004).YinY.,杉本隆幸,細江繁幸,浅野文彦,羅志偉:“ハイブリッ阿部幸勇,谷田悠介,内山勝:“指向性をもつ弾性はりのドシステム制御による接触モード遷移を伴うハンドマニ構造解析”,ロボティクス・メカトロニクス講演会’04ピュレーション”,第22回日本ロボット学会学術講演会,(ROBOMEC’04),(日本機械学会ロボティクス・メカト岐阜,9月(2004).ロニクス部門),名古屋,6月(2004).増井洋平,SvininM.,羅志偉,細江繁幸:“動的環境での人安部典男,羅志偉,細江繁幸:“冗長自由度システムの視覚・間上肢運動の軌道解析”,第22回日本ロボット学会学術運動協調の自己組織化”,ロボティクス・メカトロニクス講演会,岐阜,9月(2004).講演会’04(ROBOMEC’04),(日本機械学会ロボティク浅野文彦,羅志偉,山北昌毅,細江繁幸:“随意運動と反射のス・メカトロニクス部門),名古屋,6月(2004).統合に基づく全身マニピュレーションの実現”,第22回浅野文彦,羅志偉,山北昌毅,田原健二,細江繁幸:“双腕協日本ロボット学会学術講演会,岐阜,9月(2004).調型フルアーム・マニピュレーションのためのバイオ・YinY.,細江繁幸:“TrackingControlofDiscreeandCon-ミメティック制御”,ロボティクス・メカトロニクス講演tinuousHybridSystems”,第47回自動制御連合講演会,会’04(ROBOMEC’04),(日本機械学会ロボティクス・メ(日本機械学会，計測自動制御学会他),千葉,11月(2004).カトロニクス部門),名古屋,6月(2004).熊崎健太,細江繁幸,SvininM.,金丙鎬:“Anewforce/田中宏幸,羅志偉,細江繁幸:“複合現実感を用いた双腕ロstiffnessdistributionschemeforcompliantmanipula-ボットの遠隔協調制御”,ロボティクス・メカトロニクスtionsbymulti-fingeredrobothands”,第5回計測自動制講演会’04(ROBOMEC’04),(日本機械学会ロボティク御学会システムインテグレーション部門講演会（SI2004）,ス・メカトロニクス部門),名古屋,6月(2004).つくば,12月(2004).大西正輝,小田島正,羅志偉,細江繁幸:“没入型動的インタYinY.,細江繁幸:“Considerationontrackingcontrolofラクションシステム”,計測自動制御学会第67回パターdiscreteandcontinuoushybridsystems”,第5回計測ン計測部会研究会,名古屋,6月(2004).自動制御学会システムインテグレーション部門講演会GoncharenkoI.,SvininM.,松本壮樹,加納裕,増井洋平,（SI2004）,つくば,12月(2004).細江繁幸:“Ahapticvisualizationsystemforstudying理研研究年報561