大型実世界物体のアドミタンスモデルのシステム同定

本論文は、大型の実世界物体（ドアや手押し車）の物理的に整合的なadmittanceモデルをシステム同定するための、初の完全なワークフローを提案する。物体をハンドルとボディの2段階に分離して同定し、ヒンジや車軸などの拘束関節にトルクセンサを必要としない。ドアは四節リンク機構の運動学と流体力学に基づく集中定数モデル（開閉、backcheck、swing、latchゾーンを含む）で、手押し車は球状ホイールと滑りなしの剛体としてモデル化される。

従来のadmittanceモデルのシミュレーションは、既製の日常物体に対する物理的に整合的な動的モデルがほとんど存在せず、触覚インターフェースの忠実度を制限していた。本手法は、慣性と摩擦パラメータの物理的整合性を保証し、トルクセンサなしで様々な拘束や機構を持つ大型物体のモデルを生成できる点が新しい。

手法の肝は、物体をハンドルとボディに分離して2段階で同定すること。ハンドル同定では、物体を固定し、ハンドルに加えた力とモーメントから慣性と摩擦を推定する。ボディ同定では、ハンドル同定結果を用いて、ボディの運動を記述する拘束付き動的モデルのパラメータを推定する。ドアには四節リンク機構と流体力学モデル、手押し車には剛体と球状ホイールのモデルを用いる。

ドアと手押し車の両方でハンドル推定のRMS誤差が0.64 Nおよび0.042 Nm未満、ドアのボディ推定のRMS誤差が2.19 Nm、手押し車のボディ推定のRMS誤差が6.77 Nmであることを示した。

要旨からは、モデルの一般化や限界、他の物体への適用可能性、推定誤差の原因などについての議論は不明。

要旨で参照されている関連研究は明示されていないが、同分野の定番として、admittance modelのシステム同定に関する研究や、触覚インターフェースのための動的モデル推定に関する論文が挙げられる。