力学に基づく一般的な物体操作計画に関する研究

Research Project

Project/Area Number	13750210
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	前田雄介東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (50313036)
Project Period (FY)	2001 – 2002
Project Status	Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help	¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000) Fiscal Year 2002: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000) Fiscal Year 2001: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords	グラスプレス・マニピュレーション / 操作計画 / 安定性 / 内力 / 接触力 / クーロン摩擦 / グラフ探索 / 線形計画法 / グラフ探検
Research Abstract	本研究では,力学解析に基づいて,物体を把持しないで操るグラスプレス・マニピュレーションを含む,一般的な物体操作の計画の実現を目指している.すなわち,マニピュレーションを実現するために必要なロボットの動作を自動計画することが目的である.今年度は,操作計画に必要な,指の制御モードの決定法を開発するとともに,それを考慮した物体操作計画アルゴリズムの実装,についての研究を行った. 指の制御モードについては,物体操作時に各ロボット指を位置制御すべきか,力制御すべきか,という問題を扱い,これを自動決定するアルゴリズムを開発した.このアルゴリズムでは,各指の制御モードは,対象物に過大な内力がかかる恐れのない限りにおいて,できるだけ対象物の操作の確実性の指標値を最大にするように決定される.また,計算は線形計画問題を複数回解くことによって実行できる. さらに,この指の制御モードの自動決定アルゴリズムを,昨年度開発した操作計画手法と統合させることによって,ロボット指による押し操作・転がし操作・ピボット操作などのマニピュレーションが計画可能となった.具体的には,持ち替えの回数を最小限とし,指の負荷ができるだけ小さくなるような,ロボット指の動作およびそのときの制御モードが自動的に生成される.また,計画結果を多指ハンドによる実機システムにおけるマニピュレーションに適用したところ,ほぼ計画通りにマニピュレーションを実行できた.これにより,提案アルゴリズムの有効性を確認した.