| Project/Area Number |
21H03524
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 61050:Intelligent robotics-related
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| Research Institution | Kobe City College of Technology |
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Principal Investigator |
SHIMIZU Toshihiko 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (30725825)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池本 周平 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (00588353)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
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| Keywords | In-hand Manipulation / Jamming / robot hand / Granular material / soft robotics / ソフトロボット / ジャミンググリッパ / アクチュエータ / センシング / 粉体 / ユニバーサルグリッパ / インハンドマニピュレーション / 微小粉体 / 低透気性 / 導電粉体 / ソフトロボティクス / 応力鎖 / 深層学習 / ロボット / 真空吸着 / Universal Gripper / In-hand manipulation / Deep learning / Applied robotics |
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| Outline of Research at the Start |
ロボットによる自動化を促進すべく，ユニバーサルグリッパによるインハンドマニピュレーションに取り組み，超多品種商品のピックアンドプレースを実現する．対象物の位置・姿勢を，外力による粉体のひずみ計測により推定し，粉体の圧力分布と充填量の制御によりグリッパ形状および対象物に及ぼす接触圧を操作する．箸やハサミといった道具の計測・操作をモデル化し，超多品種に対応するロボットハンドを実現する．
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, in-hand manipulation with a universal gripper is investigated to realize super-multiple objects handling, ranging from primitive shapes to tool-like objects. This research is based on a simple configuration using only powder and a elastomatic membrane to measure and control the position and orientation of the object by measuring and controlling the micro-powder's distribution.
First, we measured the pressure distribution using a mixed powders. We also demonstrated that the system can achive tactile sensation by using Sinogram to acquire high resolutional pressure distribution. We also developed a two-layered gripper that focuses on the low permeability of micro-powders and realized flexible and rigid distribution control by controlling the pressure distribution, and showed that in-hand manipulation is possible by the simple configuration with powder and membrane.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ピックアンドプレースはロボットの基本的作業であり，すなわち人間の基本的作業でもある．従前のグリッパでは複数の素材を組み合わせることで物体の姿勢を計測・制御することを実現してきたが，本研究では，粉体と膜袋のみを用いたシンプルな構成で，これを実現した，という点に学術的独自性がある．
また少子高齢化により働き手の減少する本邦において，労働力の確保という観点から，多品種の把持搬送を自動化することは喫緊の課題といえる．本グリッパはシンプルな構成であるため，導入コストについても複数の素材を用いる場合と比較して有利となる．加えて，インハンドマニピュレーションを実現する本研究は産業に寄与する研究となる．
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