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Analysis and design of grasping multiple objects for realization of advanced tasks

Research Project

Project/Area Number 16K06179
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

YAMADA Takayoshi  岐阜大学, 工学部, 教授 (00273318)

Research Collaborator YAMAMOTO Hidehiko  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsロボット / 多指ハンド / 把握系の安定性 / 接触状態の同定 / 組立作業 / 柔軟物の作業 / 把持 / 遠隔作業支援 / 把持の安定性 / 複数対象物の把持 / 最適把持の設計
Outline of Final Research Achievements

A multi-fingered hand can grasp various shaped objects. In this research project, grasp stability analysis of a multi-fingered hand was analyzed and design of the optimum grasping position was performed. (1) A three-dimensional point cloud was acquired with a depth camera, and a two-dimensional grasp position was generated and then grasped by a robot hand. (2) The grasp stability can be evaluated by calculating the grasp stiffness matrix and using its eigenvalues and eigenvectors. By partially differentiating the stiffness matrix using parameters representing the grasp position, we clarified the relationship between the variation of the grasp position parameter and the variation of the stiffness matrix. (3) We analyzed the stability of the enveloping grasp in two dimensions. The spring characteristics were set not only for joint displacement but also for finger surface displacement.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生産工程では,組立作業を始めとする様々な作業が求められている.その多くは,予め手順が決められた機械的作業である.このため,作業者には精神的・肉体的負担が大きい.作業者がこれまで行ってきた一連の作業には,様々な対象物のハンドリング作業が含まれている.人間の手は様々な形状の対象物を器用に把持できる.作業を自動化するためには,人間の手に似た多関節型の多指ハンドが有効と考えられる.多指ハンドを活用するためには,ハンドリングの特性を解析することが重要である.そこで,本研究課題では,多指ハンド把握系の安定性を解析した.この安定性の観点から,最適把持の設計にも取り組んだ.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Automatic generation of grasp positions using the partial differentiation of the grasp stiffness matrix2017

    • Author(s)
      Takayoshi Yamada, Kenta Niwa, Hidehiko Yamamoto, Haruhisa Kawasaki, Tetsuya Mouri
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronic Systems

      Volume: 2 Pages: 1-15

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of an Opposed Type Master Device using a Parallel Link Robot and Study on Teleoperation2019

    • Author(s)
      Shinji Kondo, Takayoshi Yamada, Junya Sato, Kazuaki Ito, Hidehiko Yamamoto
    • Organizer
      IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2019)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] IPM Insertion Using Force Sense and Visual Feedback Control2019

    • Author(s)
      Yoshiaki Ichikawa, Takayoshi Yamada, Junya Sato, Kazuaki Ito, Hidehiko Yamamoto, Motoharu Fujihara, Satoshi Kawaguchi, Takehiko Suzuki, Jin Izawa
    • Organizer
      IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2019)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CNNによるバラ積みされたベアリングの底面検出2019

    • Author(s)
      松尾健斗, 佐藤惇哉, 山田貴孝, 伊藤和晃, 山本秀彦
    • Organizer
      日本機械学会東海支部 TOKAI ENGINEERING COMPLEX 2019 (TEC19) 第68期総会・講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 掌にカメラを装着した4指12自由度ハンドによる密着状態の冶具の認識2019

    • Author(s)
      高田峻佑, 山田貴孝, 佐藤惇哉, 伊藤和晃, 山本秀彦
    • Organizer
      日本機械学会東海学生会 TOKAI ENGINEERING COMPLEX 2019 (TEC19) 第50回学生員卒業研究発表講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 深層学習を用いた接触領域の推定に関する基礎研究2019

    • Author(s)
      中村優祐, 山田貴孝, 佐藤惇哉, 伊藤和晃, 山本秀彦
    • Organizer
      日本機械学会東海学生会 TOKAI ENGINEERING COMPLEX 2019 (TEC19) 第50回学生員卒業研究発表講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 摩擦なし二次元包み込み把持の安定性解析2019

    • Author(s)
      山田貴孝、岸佑樹、佐藤惇哉、伊藤和晃、山本秀彦
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019(ROBOMECH2019)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 4指12 自由度ハンドによる治具の自動組立の研究(密着状態の治具の認識と整列作業)2019

    • Author(s)
      高田峻佑、山田貴孝、佐藤惇哉、伊藤和晃、山本秀彦
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019(ROBOMECH2019)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 指先に6軸力覚センサを搭載した4指12自由度ハンドによる工具を用いたボルトの締め付けの研究2018

    • Author(s)
      柴田和明, 山田貴孝, 佐藤惇哉, 伊藤和晃
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018(ROBOMECH2018)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 転写紙貼り付け作業の自動化に関する研究(第一報)2018

    • Author(s)
      山田涼太, 山田貴孝, 佐藤惇哉, 伊藤和晃
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018(ROBOMECH2018)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Basic Study on Facial Oil Blotting Paper Counting Using a Webcam2018

    • Author(s)
      Junya Sato, Toru Koide, Yuki Kisi, Takayoshi Yamada, Kazuaki Sibata, Kazuaki Ito, Takuya Akashi
    • Organizer
      The 2018 12th France-Japan and 10th Europe-Asia Congress on Mechatronics (MECHATRONICS)
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 指先に6軸力覚センサを搭載した4指12自由度ハンドによる工具を用いたボルトの締め付けの研究2018

    • Author(s)
      柴田和明,山田貴孝,佐藤惇哉,伊藤和晃
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018 (Robomech2018)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 転写紙貼り付け作業の自動化に関する研究(第一報)2018

    • Author(s)
      山田涼太,山田貴孝,佐藤惇哉,伊藤和晃
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018 (Robomech2018)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 視覚と力覚の提示および接触点位置の推定を伴う遠隔操作による組立作業の研究2017

    • Author(s)
      近藤真二、村上栄将、山田貴孝、佐藤惇哉、山本秀彦、毛利哲也、川﨑晴久
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2017 in Fukushima
    • Place of Presentation
      ビッグパレットふくしま
    • Year and Date
      2017-05-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Unityと4指ハンドを用いた仮想物体の力覚提示に関する研究2017

    • Author(s)
      松尾健斗、村上栄将、山田貴孝、佐藤惇哉、山本秀彦、川﨑晴久、毛利哲也
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2017 in Fukushima
    • Place of Presentation
      ビッグパレットふくしま
    • Year and Date
      2017-05-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 点群で与えられた3Dモデルに基づいた3次元最適把持の自動生成の研究2017

    • Author(s)
      市川慶明,風間淳,山田貴孝,佐藤惇哉,山本秀彦
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2017 in Fukushima
    • Place of Presentation
      ビッグパレットふくしま
    • Year and Date
      2017-05-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Contact point estimation from contaminated force and moment2017

    • Author(s)
      Takayoshi YAMADA, Junya SATO, Kazuaki ITO, Hidehiko YAMAMOTO
    • Organizer
      SICE Life Engineering Symposium 2017 (LE2017)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 指先力覚センサを搭載した4指12自由度ハンドによるボルトおよび治具の組立作業の研究2017

    • Author(s)
      二村芳宏,原田聡也,山田貴孝,佐藤惇哉,山本秀彦
    • Organizer
      SICE Life Engineering Symposium 2017 (LE2017)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 把持対象物と外部環境との接触状態の同定実験(指先の力覚センサを用いた場合)2016

    • Author(s)
      福島雅史,山田 貴孝,山本秀彦,川﨑晴久,毛利 哲也
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2016 in Yokohama
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2016-06-08
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 力覚情報の提示と接触パラメタの同定を伴う多指ハンドの遠隔操作の研究2016

    • Author(s)
      村上栄将,山田貴孝,山本秀彦,川﨑晴久,毛利哲也
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2016 in Yokohama
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2016-06-08
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Book] 機械の研究2017

    • Author(s)
      山田貴孝,毛利哲也,三村宣治,山本秀彦
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      養賢堂
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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