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Realization of cooperative motion between human and robot based on understanding human behavior

Research Project

Project/Area Number 19K04263
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

ITO Akihito  同志社大学, 理工学部, 教授 (60516946)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 辻内 伸好  同志社大学, 理工学部, 教授 (60257798)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords慣性センサ / 運動計測 / 協調制御 / モーションコントロール / ロボット / 協調作業
Outline of Research at the Start

今後のロボットの発展を考えた場合,ロボットが常に変化する周りの環境や人の動作から,人の動きの意図を読み取り,自身の動作を決定し,人と協調作業を行う必要がある.そこで,本研究は,慣性センサを用いた人の上腕の運動計測システムを開発することで作業空間内での人の手指の動きを正確に計測し,その計測結果から人の意図を抽出することにより人とロボットの協調作業を実現する.

Outline of Final Research Achievements

With the revision of ISO safety standards, industrial robots can assist human works without safety fences if the standard is met and robots that operate in the same space as humans can be realized. In the future, it is necessary for robots to read the intent of human from the constantly changing surrounding environment and human motions, determine their own motions, and collaborate with humans. Therefore, in this research, a finger movement measurement system was developed. This sensor system made it possible to measure finger motions, which could not be measured due to blind spots when measured using a camera system. By using the developed system, the motions of human fingers were identified, and the progress of human work was got. And, based on these information, collaborative work was realized by operating the robot.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Connected Industriesやインダストリー4.0のコンセプトでのスマート工場では,人と機械・システムが協働・協調することが求められる.そのためには,ロボットに人の動きを把握させ,積極的に活用することが求められる.本成果により,ロボットが協働する人の手指動作を計測する際の技術的な障壁を解決することができ,人の意図を把握し,柔軟に動きを決定する状況に応じた人とロボットの協調作業実現に向けた第一歩となる.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2021 2020 2019

All Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] Analysis of Dexterity Motion by Singular Value Decomposition for Hand Movement Measured Using Inertial Sensors2021

    • Author(s)
      K.Kitano, A.Ito, N.Tsujiuchi
    • Organizer
      43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 紐状柔軟物体モデルの構築と実機を用いたモデルの精度評価2021

    • Author(s)
      平山泰寛,辻内伸好,伊藤彰人,渥美航
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 慣性センサによる手首推定位置に基づいたロボット遠隔教示システムの構築2021

    • Author(s)
      松岡大成,辻内伸好,伊藤彰人,安田和磨,DavidGonzalez Pomares
    • Organizer
      日本機械学会Dynamics and Design Conference 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 慣性センサによる手指動作計測結果に対する特異値分解と階層型クラスタリングを用 いた手指巧緻性の解析2021

    • Author(s)
      北野敬祐,伊藤彰人,辻内伸好
    • Organizer
      LIFE2020-2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 慣性センサによるヒトの関節位置を考慮した上体運動計測モデルの構築2021

    • Author(s)
      三間郭凱,伊藤彰人,辻内伸好,北野敬祐,植田慎也
    • Organizer
      日本機械学会第17回「運動と振動の制御」シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 慣性センサによる手指動作計測結果を用いた巧緻性要素の評価2021

    • Author(s)
      長田伊織,北野敬祐,伊藤彰人,辻内伸好
    • Organizer
      日本機械学会関西支部第96期定時総会講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 筋電信号に基づく手指ピンチ力推定の検証2021

    • Author(s)
      中内一歩,辻内伸好,伊藤彰人,房士傑
    • Organizer
      日本機械学会関西支部第96期定時総会講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 障害物回避を考慮した冗長マニピュレータのダイレクトティーチング2020

    • Author(s)
      伊藤彰人,辻内伸好,今井隆博,浦公平
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Hand Motion Measurement using Inertial Sensor System and Accurate Improvement by Extended Kalman Filter2019

    • Author(s)
      K.Kitano, A.Ito, and N.Tsujiuchi
    • Organizer
      41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マニピュレータに対する3Dカメラの空間認識を使用したRRT経路計画法2019

    • Author(s)
      伊藤彰人,辻内伸好,友田大暉
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 拡張カルマンフィルタを用いた慣性センサによる手指運動計測2019

    • Author(s)
      北野敬祐,伊藤彰人,辻内伸好
    • Organizer
      LIFE2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ロボットによる操作のための紐状柔軟物体のモデル構築とシミュレーション2019

    • Author(s)
      渥美航,伊藤彰人,辻内伸好
    • Organizer
      The 38th JSST Annual International Conference on Simulation Technology
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 慣性センサを用いた上体運動計測モデルの構築2019

    • Author(s)
      植田慎也,伊藤彰人,辻内伸好,北野敬祐
    • Organizer
      日本機械学会第16回「運動と振動の制御」シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 慣性センサによる手指モデルの構築2019

    • Author(s)
      長田伊織,北野敬祐,伊藤彰人,辻内伸好
    • Organizer
      日本機械学会第16回「運動と振動の制御」シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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