| Project/Area Number |
22KJ2288
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| Project/Area Number (Other) |
22J11687 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 61050:Intelligent robotics-related
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
米野 尚斗 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 触覚 / 振動印加 / 初期滑り / 把持 / 触覚センサ / 振動 / クープマン作用素 |
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| Outline of Research at the Start |
労働力人口が減少する日本において、人間の代替労働力としての器用なロボットマニピュレーションが必要とされている。一方、人間とロボットの間にはハード・ソフト両面で大きな溝があり、そのギャップを埋めることなしに代替労働力の実現はない。特に皮膚の触覚や柔軟性は、人間の器用さに深く 関与していることが生理学的に明らかにされている。次世代の器用なロボッ トマニピュレーションを実現するためには、ロボットに適した形で触覚と柔軟性を付与し制御する必要がある。本研究では柔軟構造を利用した振動印加に基づく触覚センシングの拡張とマニピュレーション制御への応用を提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、器用な触覚マニピュレーションの実現に向けて、ロボットに適した形で触覚と柔軟性を付与し制御するための研究として 1) 振動印加に基づく触覚センシングの拡張 と 2) マニピ ュレーション制御への応用を提案する。今年度は以下の2点において研究成果が得られた。1) ロボットマニピュレーションにおいて把持安定化制御は不可欠なタスクである。これを実現するためには、接触面における滑りの予兆として知られる初期滑り現象を検知することが求められる。一方、接触面の微小な力学的変化を捉えるためには、ハードウェアコストの高いセンサが必要となる。本研究では、振動印加による柔軟構造の変形状態の推定と初期滑り検知への拡張を提案する。これにより単一の振動覚センサによって指先の滑り現象を捉えることを可能にする。実験では振動の伝播特性を周波数スペクトルから抽出し、初期滑りが予測可能であることが示された。 2) 提案された初期滑り検知手法によって、実際の把持安定化制御が達成されるかについて検証を行った。人工的な初期滑り発生装置を用いて、複数種類の材質で構成された物体に対し法線力を与える。これに提案手法を適用することで初期滑りの進行度を推定し、フィードバック制御器に入力することで把持力を決定する。実験結果からは初期滑りに応じて最小限の把持力によって滑りの安定化が実現可能であることが示された。一連の研究成果は IEEE Robotics and Automation Letters に出版された。
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