折りたたみ型簡易ロボットハンドによる「超巧み動作」への挑戦
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22K04038
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Niigata Institute of Technology |
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Principal Investigator |
池田 英俊 新潟工科大学, 工学部, 准教授 (30390438)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 圭祐 富山高等専門学校, その他部局等, 教授 (30196232)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | ロボットハンド / マニピュレータ / つまみ / 本棚 / Robot hand / Foldable mechanism / Handling |
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| Outline of Research at the Start |
生活支援ロボットには複数のフィンガをもつ「多指ハンド」が搭載されることが多く，その高機能化には，指と駆動関節数（モータの数，自由度）の増設が必要となる．しかし，それは構造の複雑化を招き，その割には作業能力の向上が見込めないシステムとなりがちである．この点こそが生活支援ロボットの普及を妨げている最大要因の一つであり，早急に対策を講ずべき問題点である．本申請では，少自由度の折りたたみ型ハンドを用いて，作業時に適切に変形させ，人間はほとんど使用しない指の裏や側面も積極的に利用することで，少ないモータ数で「巧みな動作」を実現する，新しい概念に基づく多指ハンドの構成論を示し，その実現理論を解明する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
【本棚に置かれたファイルの取り出し】
3D-プリンタで作成した爪機構をハンドのサイドに追加した．本機構は1つのスイッチセンサのみを有している．ファイルの取り出し過程においては，ハンドを用いてファイルを傾斜させる必要があり，そのために曲線軌道を生成する動作制御が必要となる．このような制御には高価な力覚センサを用いることが多いが，本手法では安価なスイッチセンサのON, OFF情報をベースに疑似的にファイルの傾斜に適合させた曲線軌道を生成させる方法を提案し，実験によりその有効性を示した．また，軌道の計測，マニピュレータ動作の速度と成功率の関係を解明した．さらに，ファイル取り出し失敗時に回復動作を行う制御システムも構築して，有効性を検証した．
【物体拾い上げ】
本ハンド機構に対して，小物体に対し「つまみ，持ち上げる方法」と，ハンド機構に対して比較的大型な物体に対する「掴んで持ち上げる方法」に対して検討を行った．本ハンド機構は小物体に対する「つまみ動作」時には，フィンガの動作がハサミ状に動作する．そのため，特に円筒形の物体把持が低いことが予想された．そこで，理論的な把持限界を解明し，限界を超えていると判断した場合，「つまみ」から「つかみ」に変更する動作制御システムも構築した．様々な外径，摩擦係数の円筒物体を把持対象物として実験を行い，提案手法の有効性を検証し，把持成功率の計測を行った．また，「つまみ」，「つかみ」以外の方法として，左右のフィンガを「ほうき」と「ちりとり」に似た動作を行う「掃き出し動作」を用いた拾い上げ手法に関する検討を行い，実験にてその有効性を示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
提案した内容の半分は実現し，得られた結果はジャーナルに投稿中，または執筆中の状態にある．残りの研究内容についても予備実験を繰り返しており，実現の目途は立っている状況にある．
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| Strategy for Future Research Activity |
未着手のテーマである「冊子のページめくり」に関しては予備実験を繰り返しており，実現可能性は予測できる状態にある．本年度以降では様々な紙質，冊子の配置状態に対応できるシステムを構築する予定である．これらは理論，実験両面よりアプローチする．
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
