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Washing Grasping/Manipulation of Objects with Unknown Surface Properties by Realizing Interfacial Washing and Friction Control

Research Project

Project/Area Number 21H01286
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

Watanabe Tetsuyou  金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (80363125)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西村 斉寛  金沢大学, フロンティア工学系, 助教 (60913720)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Keywordsロボットハンド / マニピュレーション / 摩擦制御 / 表面洗浄
Outline of Research at the Start

独自技術である液体を表面上に放出することで摩擦を変える表面システムを拡張し,カメラ等のセンサで未知なる表面状態を観察・認識し,その状態を清浄かつ把持・操りに適した摩擦状態にする界面洗浄・摩擦制御の実現をコアとして,これまで扱いが難しかった(ロボットにとって)未知の表面特性(例:ほこりまみれ,洗剤でつるつる)をもつ物体の把持・操りが可能なロボットハンドシステムの実現を目指す.

Outline of Final Research Achievements

We aimed to create a robotic hand system capable of handling and manipulating objects with unknown surface characteristics. To achieve this, we developed a method for recognizing unknown surface states and then cleaning these surfaces to achieve a state conducive to effective grasping and manipulation through contact area cleaning and friction control. We incorporated Fiber Bragg Grating (FBG) sensors into the contact surfaces of soft robotic fingers to estimate the condition of these surfaces based on the strain readings. Additionally, we developed a robotic hand system capable of cleaning surface contaminants such as oils with the injection of liquids like ethanol. Based on these systems, we developed a system that can clean surface dirt while estimating the frictional state of the surface.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

公共の場や日常生活空間において,家事や介護などの作業を代替できるようなロボットの実現への要求が高まっている.実現の核となるのが実作業を担うロボットハンドシステムである.これまで扱われていた把持対象は「キレイ」に整った表面を持つ物体であった.このため,摩擦情報は既知あるいは,把持するのに十分な摩擦をもつという仮定のもと把持・操り法が開発されてきた.しかしながら,現実空間にある対象物体の表面は未知である.特に新しく購入した物品や長らく使っていなかった物品などの表面状態は分からず,ほこりなどがある可能性がある.これを打開するため,未知なる表面状態を洗浄して物体把持・操りを実現する方法論を開発した.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (21 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Flexible and Slim Device Switching Air Blowing and Suction by a Single Airflow Control2023

    • Author(s)
      Nojiri Seita、Nishimura Toshihiro、Tadakuma Kenjiro、Watanabe Tetsuyou
    • Journal Title

      IEEE Robotics and Automation Letters

      Volume: 8 Issue: 5 Pages: 2637-2644

    • DOI

      10.1109/lra.2023.3254465

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    • Author(s)
      Nishimura Toshihiro、Shimizu Kensuke、Nojiri Seita、Tadakuma Kenjiro、Suzuki Yosuke、Tsuji Tokuo、Watanabe Tetsuyou
    • Journal Title

      IEEE Robotics and Automation Letters

      Volume: 7 Issue: 2 Pages: 5695-5702

    • DOI

      10.1109/lra.2022.3157964

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      Suzuki Yoshiyuki、Yamaguchi Akihiko、Nojiri Seita、Watanabe Tetsuyou、Hashimoto Koichi
    • Journal Title

      Proceedings - 2021 5th IEEE International Conference on Robotic Computing, IRC 2021

      Volume: - Pages: 18-26

    • DOI

      10.1109/irc52146.2021.00010

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      渡辺哲陽,西村斉寛,野尻晴太,多田隈建二郎
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      渡辺哲陽,西村斉寛,野尻晴太,倉又奈津子,多田隈建二郎
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-202900
    • Filing Date
      2021
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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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