離散事象型物理的人間-ロボット相互作用における不随意安定化
Involuntary Stabilization in Discrete-Event Physical Human-Robot Interaction
人間の力再現バイアスをモデル化し、離散的な力の相互作用が暗黙の平衡点から遠い場合に安定化、近い場合に不安定化することを導出し、手指・手首・足での実験で検証した。
著者: Hisayoshi Muramatsu, Yoshihiro Itaguchi, Seiichiro Katsura
分類: cs.RO, cs.HC
原文アブストラクト
Robots are used by humans not only as tools but also to interactively assist and cooperate with humans, thereby forming physical human-robot interactions. In these interactions, there is a risk that a feedback loop causes unstable force interaction, in which force escalation exposes a human to danger. Previous studies have analyzed the stability of voluntary interaction but have neglected involuntary behavior in the interaction. In contrast to the previous studies, this study considered the involuntary behavior: a human's force reproduction bias for discrete-event human-robot force interaction. We derived an asymptotic stability condition based on a mathematical bias model and found that the bias asymptotically stabilizes a human's implicit equilibrium point far from the implicit equilibrium point and destabilizes the point near the point. The bias model, convergence of the interaction toward the implicit equilibrium point, and divergence around the point were consistently verified via behavioral experiments under three kinds of interactions using three different body parts: a hand finger, wrist, and foot. Our results imply that humans implicitly secure a stable and close relationship between themselves and robots with their involuntary behavior.
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