1999 Fiscal Year Annual Research Report

定位覚・振動覚機能を備えたヒトの指ほどに柔らかいロボットスキンの開発

Research Project

Project/Area Number	10450161
Research Institution	Toyota Technological Institute
Principal Investigator	山田陽滋豊田工業大学, 工学研究科, 助教授 (90166744)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	森園哲也豊田工業大学, 工学研究科, 助手 (70309003) 梅谷陽二豊田工業大学, 工学研究科, 教授 (20013120)
Keywords	触覚 / 定位覚 / 滑り振動覚 / 粘弾性被覆 / ロボットスキン / 指紋 / 位置姿勢推定 / PVDFフィルム
Research Abstract	本研究では,ロボットフィンガの先端に柔軟な粘弾性被覆を取り付け,ロボットハンドによる物体の持ち上げ,搬送や位置姿勢決めの動作に主要な役割を果たす定位覚および滑り振動覚機能を有するヒトの皮膚ほどに柔らかいロボットスキンを構成することを目的とした. 本年度はまず,定位覚機能について,昨年度構成したシステムによる反射チップの位置・姿勢検出精度を向上するために,表面をKOHで粗した縦横同サイズ(2mm),厚さ0.38mmの正方形シリコンチップ片を採用し,6mm間隔で5x5のマトリクス状に分布配置した.その結果,Z方向(深さ方向)の検出精度を与える標準偏差がおよそ30%向上した。つぎに,それぞれから得られる位置・姿勢情報を基に頂角150°をもつ角柱の2側面をロボットスキン表面に押し当てて,それらの面の位置・姿勢推定を行った.推定精度の評価実験を,各面独立に推定するアルゴリズムを用いた場合と2面間の角度が150°であるという拘束条件の下に,ラグランジュの未定乗数法を用いた場合の2通りについて実施した.いずれの場合にも,推定された面の方程式が得られるようになり,その結果,後者の手法を用いた場合が良い精度が得られることが分かった.また処理時間は、画像取り込み時間を除き,前者の場合で4.1msであるのに対し,後者の場合,およそ1sかかり,実時間を重んじるアプリケーションには適さないことが判明した. 他方,滑り振動覚機能については,ロボットスキンに,短冊状のPVDFを直接立て置きに埋め込んで,滑り覚センサを構成したところ,スキン表面を物体が滑るときに,前年度のシリコンゴム上のセンサの場合と同様に高周波インパルス状の信号が出力されることを確認した. そして最後に,上記2研究を統合する目的で,5x5に配列されたシリコンチップの両端位置に短冊状PVDFフィルムを配置したロボットスキンを構成した.

Research Products
(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] 山田陽滋: "ロボットの粘弾性被覆"日本ロボット学会誌. 17巻6号. 770-773 (1999)
[Publications] Yoji Yamada, et al.: "Slip phase isolating: impulsive signal generating vibrotactile sensor and its application to real-time object regrip control"Robotica. vol. 18. 43-49 (2000)
[Publications] YAMADA Yoji, et al.: "Vibrotactile Sensor Generating lmpulsive Signals for Distinguishing Only Slipping States"Proc. IEEE/RSJ Int. Conf. on lntelligent Robots and Systems. 844-850 (1999)
[Publications] 森田裕之,山田陽滋他: "高周波微振動を検出対象とした滑り振動覚センサ情報の生成とその物体把持制御への適用"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 171-172 (1999)
[Publications] 山田陽滋: "粘弾性被覆を用いた接触センシング"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 573-574 (1999)
[Publications] YAMADA Yoji, et al.: "Soft Viscoelastic Robot Skin Capable of Accurately Sensing the Contact Location of Objects"Proc. IEEE/RSJ/SICE Int. Conf, on Multisensor Fusion and Integration for Intelligent Systems. 105-110 (1999)
[Publications] 大田栄二,藤本登,山田陽滋他: "粘弾性被覆上の分布点の光学式位置検出による接触物体面の推定"日本機械学会[No.99-9]ロボティクス・メカトロニクス講演会予稿集'99論文集. 1P1・67-100 (1999)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

定位覚・振動覚機能を備えたヒトの指ほどに柔らかいロボットスキンの開発

Principal Investigator

山田 陽滋 豊田工業大学, 工学研究科, 助教授 (90166744)

Research Products

[Publications] 山田 陽滋: "ロボットの粘弾性被覆"日本ロボット学会誌. 17巻6号. 770-773 (1999)

[Publications] Yoji Yamada, et al.: "Slip phase isolating: impulsive signal generating vibrotactile sensor and its application to real-time object regrip control"Robotica. vol. 18. 43-49 (2000)

[Publications] YAMADA Yoji, et al.: "Vibrotactile Sensor Generating lmpulsive Signals for Distinguishing Only Slipping States"Proc. IEEE/RSJ Int. Conf. on lntelligent Robots and Systems. 844-850 (1999)

[Publications] 森田 裕之,山田 陽滋他: "高周波微振動を検出対象とした滑り振動覚センサ情報の生成とその物体把持制御への適用"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 171-172 (1999)

[Publications] 山田 陽滋: "粘弾性被覆を用いた接触センシング"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 573-574 (1999)

[Publications] YAMADA Yoji, et al.: "Soft Viscoelastic Robot Skin Capable of Accurately Sensing the Contact Location of Objects"Proc. IEEE/RSJ/SICE Int. Conf, on Multisensor Fusion and Integration for Intelligent Systems. 105-110 (1999)

[Publications] 大田 栄二,藤本 登,山田 陽滋他: "粘弾性被覆上の分布点の光学式位置検出による接触物体面の推定"日本機械学会[No.99-9]ロボティクス・メカトロニクス講演会予稿集'99論文集. 1P1・67-100 (1999)

山田陽滋豊田工業大学, 工学研究科, 助教授 (90166744)

[Publications] 山田陽滋: "ロボットの粘弾性被覆"日本ロボット学会誌. 17巻6号. 770-773 (1999)

[Publications] 森田裕之,山田陽滋他: "高周波微振動を検出対象とした滑り振動覚センサ情報の生成とその物体把持制御への適用"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 171-172 (1999)

[Publications] 山田陽滋: "粘弾性被覆を用いた接触センシング"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 573-574 (1999)

[Publications] 大田栄二,藤本登,山田陽滋他: "粘弾性被覆上の分布点の光学式位置検出による接触物体面の推定"日本機械学会[No.99-9]ロボティクス・メカトロニクス講演会予稿集'99論文集. 1P1・67-100 (1999)