多指ハンドロボットの準自律化遠隔操縦制御に関する基礎的研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650444
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 早川 義一 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60126894)
• Keywords: 多指ハンドロボット / テレオペレーション / 準自律化 / 非線形制御 / 滑りと転がりの力学

Research Abstract

本研究では,遠隔操縦(テレオペレーション)を準自律型ロボットとヒト(操縦者)とのインターフェイスとして位置付け,申請者のこれまでの研究を発展すべく,多指ハンドロボットの準自律化を目指す。具体的には,高度な作業に不可欠な位置情報と力覚情報のコミュニケーションに焦点を当て,(1)把握と操りに加え,滑りを伴う多指ハンドロボットの力学特性,(2)遠隔操縦制御のし易さからみた多指ハンドロボットの機構とセンサー,(3)多自由度系における位置と力の双方向(バイラテラル)制御,(4)多指ハンドロボットの準自律化に不可欠な協調および階層制御,を明らかにすることを研究目的としている。
平成11年度では,第一に,多指ハンドロボットシステムとして3本指ロボットとサーバーグローブから成るシステムを構築した。3本指ロボットはヒトの親指,人差指,中指に類似したリンク機構,関節の自由度を備えており,各関節はDCモータ,ハーモニックギヤ,ワイヤ等で構成されたトルク伝達機構によって駆動される。また,DCモータにはエンコーダ,指先には6軸力覚センサーを備えており,位置・力・モーメントの情報を入手できる。サイバーグローブの情報処理はワークステーション1台が受け持ち,3本指ロボットの制御はパーソナルコンピュータ1台が受け持つ。これらはEthenetと通信用のパーソナルコンピュータ1台を介して結合されている。第二に,制御方式の開発として,「大まかな指令はサイバーグローブから,低レベルの,しかし,精密さが要求される動作は3本指ロボットが自律的に行なう」という準自律制御方式を考案した。これはスーパーバイザリ制御あるいはshared autonomyと呼ばれる概念と類似のものである。そこでは,多指ハンドロボットの把握や操りに加え,滑りや転がりを考慮した自律制御が重大な課題となってきている。

Research Products

• [Publications] 高木 賢太郎: "等分割ピエゾフィルムによる単純指示平板のモードセンシング"日本機械学会東海支部第49期総会講演会. (発表予定). (2000)
• [Publications] Yingjie Yin: "Adaptive robast control for robot manipulator with H∞ performance"The 3rd Asian Control Conference (in Shanghai). (to appear). (2000)