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München - Kobe

Deutsch - Japanische Kooperation in Computational Neuroscience

Impedanzverhalten des menschlichen Arms beim Energieaustausch: von Humanexperimenten über Modelle bis zur Robotik
(funded by BMBF and JST)

Die Steifigkeitsregelung des Arms ist einer der wichtigsten Parameter bei menschlicher Bewegung: Sie sorgt dafür, dass eine sichere und stabile Interaktion zwischen dem Menschen und ihre Umgebung möglich ist. Die Theorie der Impedanzregelung, in den 80er Jahren von Hogan eingeführt, beschäftigt sich mathematisch mit der Bestimmung und Regelung der optimalen Stetigkeit sowie Dämpfung bei Bewegungen. Menschliche Armsteifigkeit wird seit den 80er Jahren in unterschiedlichen Konstellationen gemessen und die daraus gewonnenen Erkenntnisse zeigen, dass der Mensch die Steifigkeitsregelung je nach Aufgabe gezielt einsetzt. Wie das jedoch bei schnellen Bewegungen mit Energieaustausch - z. B. dem Hämmern - funktioniert, ist bislang unbekannt. In diesem Projekt wird Steifigkeitsregelung beim Menschen in Situationen untersucht, in denen schnelle Armbewegungen verbunden mit einem nicht vernachlässigbaren Energieaustausch stattfinden. Basierend auf diesen Messungen sollen Modelle der menschlichen Impedanzregelung entstehen, die dann als Basis für neuartige Roboterregelungen mit optimierten Kontaktbewegungen dienen. Die Ergebnisse werden in Demonstrationsszenarien verifiziert.In der Kooperation zwischen dem National Institute of Information and Communications Technology (NICT) und der Technischen Universität München (TUM) werden beide Partner bei den Steifigkeitsmessungen involviert sein. Das NICT wird sich danach vor allem auf die Modellierung konzentrieren, während seitens der TUM Datenverarbeitungsmethoden entwickelt werden, die auf maschinellem Lernen basieren.

 


An dieser Kooperation sind folgende Wissenschaftler beteiligt:

  • Prof. Alois Knoll, Technische Universität München
  • Prof. Patrick van der Smagt, Technische Universität München
  • Ganesh Gowrishankar, National Institute of Information and Communications Technology, Kobe, Japan
  • Tsuyoshi Ikegami, National Institute of Information and Communications Technology, Kobe, Japan

 

Deutscher Koordinator:

Prof. Alois Knoll

Technische Universität München      
Institut für Informatik
Boltzmann-Strasse 3
85748 Garching

Tel.: +49 (0) 89-289-18104
E-mail: knoll@in.tum.de


 

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