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Controlling the Apparent Inertia of Passive Human-Interactive Robots / Worsnopp, Tom in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 128 N° 1 (Mars 2006) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 1 (Mars 2006) . - 44-52 p. Titre : Controlling the Apparent Inertia of Passive Human-Interactive Robots Titre original : Contrôle de l'Inertie Apparente des Robots Interactifs Humains Passifs Type de document : texte imprimé Auteurs : Worsnopp, Tom, Auteur ; Colgate, Edward J. ; Lynch, Kevin ; Peshkin, Michael, Auteur Article en page(s) : 44-52 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dispositif  robotique  passif  Inertie  Variation  spatiale  Contrainte  Méthode  de  contrôle  Déclancheur Index. décimale : 629.8 Résumé : Passive robotic devices may exhibit a spatially varying apparent inertia perceptible to a human user. The apparent inertia is the projection of the inertia matrix onto the instantaneous direction of motion. The spatial variation is due to the configuration dependence of the inertia matrix and relevant to many passive mechanisms, including programmable constraint machines or "cobots," which use low-power steering actuators to choose the direction of motion. We develop two techniques for controlling the apparent inertia in cobots to emulate the desired inertial properties of a virtual object or mechanism. The first is a path-limiting method, which constraints the cobot to steer along certain paths where the apparent inertia and desired inertia are equivalent. The second uses a low-power actuator to control the apparent inertia by driving the device along its direction of motion. We illustrate these ideas for a two-link cobot we have built for experiments in human motor control and rehabilitation. For the actuated control method, we show that the power actuator can be relatively low power compared to the actuators of a traditional robot performing similar tasks. Les dispositifs robotiques passifs peuvent montrer une inertie apparente dans l'espace variable perceptible à un utilisateur humain. L'inertie apparente est la projection de la matrice d'inertie sur la direction instantanée du mouvement. La variation spatiale est due à la dépendance de configuration de la matrice d'inertie et appropriée à beaucoup de mécanismes passifs, y compris les machines de contrainte ou les "cobots programmables," qui utilisent les vérins d'orientation de basse puissance pour choisir la direction du mouvement. Nous développons deux techniques pour commander l'inertie apparente dans les cobots pour émuler les propriétés à inertie désirées d'un objet ou d'un mécanisme virtuel. Le premier est une méthode chemin-limiteuse, qui des contraintes le cobot à orienter le long de certains chemins où l'inertie apparente et l'inertie désirée sont équivalentes. La seconde utilise un déclencheur de basse puissance pour commander l'inertie apparente en conduisant le dispositif le long de sa direction de mouvement. Nous illustrons ces idées pour un cobot de deux-lien que nous avons établi pour des expériences dans la commande et la réadaptation humaines de moteur. Pour la méthode de contrôle actionnée, nous prouvons que le vérin peut être puissance relativement basse comparée aux déclencheurs d'une exécution traditionnelle de robot semblable charge. En ligne : greycloak@northwestern.edu,peshkin@northwestern.edu, kmlynch@northwerstern.edu,  [...] [article] Controlling the Apparent Inertia of Passive Human-Interactive Robots = Contrôle de l'Inertie Apparente des Robots Interactifs Humains Passifs [texte imprimé] / Worsnopp, Tom, Auteur ; Colgate, Edward J. ; Lynch, Kevin ; Peshkin, Michael, Auteur . - 44-52 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 1 (Mars 2006) . - 44-52 p. Mots-clés : Dispositif  robotique  passif  Inertie  Variation  spatiale  Contrainte  Méthode  de  contrôle  Déclancheur Index. décimale : 629.8 Résumé : Passive robotic devices may exhibit a spatially varying apparent inertia perceptible to a human user. The apparent inertia is the projection of the inertia matrix onto the instantaneous direction of motion. The spatial variation is due to the configuration dependence of the inertia matrix and relevant to many passive mechanisms, including programmable constraint machines or "cobots," which use low-power steering actuators to choose the direction of motion. We develop two techniques for controlling the apparent inertia in cobots to emulate the desired inertial properties of a virtual object or mechanism. The first is a path-limiting method, which constraints the cobot to steer along certain paths where the apparent inertia and desired inertia are equivalent. The second uses a low-power actuator to control the apparent inertia by driving the device along its direction of motion. We illustrate these ideas for a two-link cobot we have built for experiments in human motor control and rehabilitation. For the actuated control method, we show that the power actuator can be relatively low power compared to the actuators of a traditional robot performing similar tasks. Les dispositifs robotiques passifs peuvent montrer une inertie apparente dans l'espace variable perceptible à un utilisateur humain. L'inertie apparente est la projection de la matrice d'inertie sur la direction instantanée du mouvement. La variation spatiale est due à la dépendance de configuration de la matrice d'inertie et appropriée à beaucoup de mécanismes passifs, y compris les machines de contrainte ou les "cobots programmables," qui utilisent les vérins d'orientation de basse puissance pour choisir la direction du mouvement. Nous développons deux techniques pour commander l'inertie apparente dans les cobots pour émuler les propriétés à inertie désirées d'un objet ou d'un mécanisme virtuel. Le premier est une méthode chemin-limiteuse, qui des contraintes le cobot à orienter le long de certains chemins où l'inertie apparente et l'inertie désirée sont équivalentes. La seconde utilise un déclencheur de basse puissance pour commander l'inertie apparente en conduisant le dispositif le long de sa direction de mouvement. Nous illustrons ces idées pour un cobot de deux-lien que nous avons établi pour des expériences dans la commande et la réadaptation humaines de moteur. Pour la méthode de contrôle actionnée, nous prouvons que le vérin peut être puissance relativement basse comparée aux déclencheurs d'une exécution traditionnelle de robot semblable charge. En ligne : greycloak@northwestern.edu,peshkin@northwestern.edu, kmlynch@northwerstern.edu,  [...]