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近接覚・すべり覚に基づくロボットハンドの知能化に関する研究

Research Project

Project/Area Number 15J10533
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

小山 佳祐  電気通信大学, 情報理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords接触検知センサ / 近接覚に基づく把持制御 / 高速・ソフトタッチでの把持 / Time-to-contact / 物体表面の変形検出 / 柔らかさ識別
Outline of Annual Research Achievements

本研究は未知物体を高速に把持する知的ハンドの開発を目的としている.物体の位置・姿勢や形状に沿って指先配置を調整するために近接覚センサを使用し,重量や摩擦係数,柔らかさ等に応じた把持力・位置調整を実現するために触・すべり覚センサを用いる.
本年度は,近接覚センサを用いた指先の位置制御を接触状態に拡張するために,1)高感度接触検知センサの開発し,2)接触検知・近接覚センシングに基づく把持制御を実現した.
従来用いていた触・すべり覚センサは,耐久性向上のためにゴムカバーを張り付けていたが,これが接触検知感度を減少させるため,正確な接触タイミング検知が困難であり,近接覚センシングを接触後も続けることを難しくしていた.そこで,ゴムカバーと検出素子が一体となった1)のセンサを開発した.これは光導波式のセンサであり,透明ゴム表面に物体が接触した際に生じる光の乱反射を利用して接触を検知する.本センサはカバーの厚さ・柔らかさと接触力の検出感度を両立できる利点がある.実験により,6g重以下の力で接触を検知でき,また指先曲面に実装した場合においても接触検知センサとして機能することを確認した.
高感度接触検知センサを3指多自由度ハンドに実装し,木製,ぬいぐるみ等の硬さの異なる物体に対し2)による把持実験を行った.この結果いずれの対象物においても接触後に指先のゴムカバーまたは物体表面が変形することにより近接覚センサの出力が変化するため,把持位置の調整が可能であった.以上より,高感度接触検知センサと近接覚センサの組み合わせにより,物体の形状,位置,姿勢,柔らかさに応じた高速な把持制御を実現した.

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Grasping with contacting each finger simultaneously by the robot hand equipped with optical proximity sensors on fingertips (Estimation of reflectance of the object surface and calibration the sensor output)2016

    • Author(s)
      小山佳祐 ,鈴木陽介 ,明愛国 ,下条誠
    • Journal Title

      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 82 Issue: 833 Pages: 15-00366-15-00366

    • DOI

      10.1299/transjsme.15-00366

    • NAID

      130005121242

    • ISSN
      2187-9761
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pre-grasp Control for Various Objects by the Robot Hand Equipped with the Proximity Sensor on the Fingertip2015

    • Author(s)
      小山佳祐,鈴木陽介,明愛国,下条誠
    • Journal Title

      Journal of the Robotics Society of Japan

      Volume: 33 Issue: 9 Pages: 712-722

    • DOI

      10.7210/jrsj.33.712

    • NAID

      130005114142

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Net-Structure Proximity Sensor: High-Speed and Free-Form Sensor With Analog Computing Circuit2015

    • Author(s)
      Hiroaki Hasegawa, Yosuke Suzuki, Aiguo Ming, Keisuke Koyama, Masatoshi Ishikawa, and Makoto Shimojo
    • Journal Title

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      Volume: 20 Issue: 6 Pages: 3232-3241

    • DOI

      10.1109/tmech.2015.2417555

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Integrated Control of a Multi-fingered Hand and Arm using Proximity Sensors on the Fingertips2016

    • Author(s)
      Keisuke Koyama
    • Organizer
      IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) 2016
    • Place of Presentation
      Stockholm Waterfront Congress Center (Stockholm, Sweden)
    • Year and Date
      2016-05-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Grasping Control Based on Time-To-Contact Method for a Robot Hand Equipped with Proximity Sensors on Fingertips2015

    • Author(s)
      Keisuke Koyama
    • Organizer
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) 2015
    • Place of Presentation
      Congress Center Hamburg (Hamburg, Germany)
    • Year and Date
      2015-09-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Grasping Strategy for Moving Object using Net-Structure Proximity Sensor and Vision Sensor2015

    • Author(s)
      Yosuke Suzuki
    • Organizer
      IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) 2015
    • Place of Presentation
      e Washington State Convention & Trade Center (Seattle, USA)
    • Year and Date
      2015-05-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 指先近接覚センサを用いた未知形状にならうRCサーボを用いたモジュール型ロボットハンド2015

    • Author(s)
      久松 和樹
    • Organizer
      ロボティクスメカトロニクス講演会2015
    • Place of Presentation
      京都市勧業館「みやこめっせ」(京都)
    • Year and Date
      2015-05-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] 下条研究室HP

    • URL

      http://www.rm.mce.uec.ac.jp/sj/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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