安全性を考慮した健康支援用多指ハンド・アームロボットの知的制御

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350120
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 寺嶋 一彦 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (60159043)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北川 秀夫 岐阜工業高等専門学校, 助教授 (80224955) ; 三宅 哲夫 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (60239366) ; 安田 好文 豊橋技術科学大学, 体育・保健センター, 教授 (70126952) ; 鈴木 薪夫 新東工業(株), メカトロ事業部, 研究員 ; 矢野 賢一 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (90314088)
• Keywords: ロボットハンド / 多指多関節ハンド / 掴み・操り制御 / 位置・力制御 / エキスパートマッサージロボット / ニューラルネットワーク / 逆システム / 福祉ロボット

Research Abstract

4本指13関節リロボットハンドを構築した。各指先に、6軸力覚センサをつけ力フィードバックができるようにした。また、6軸アームの既存ロボットアームに、このハンドを取り付、マクロ・マイクロな動きができるようにした。巨視的な動きはアームの動きで行い、細かな動きや力制御はハンドで行うシステムとした。4本指での、物体のつかみ、操り制御ができるアルゴリズムを構築した。シミュレーションだけでなく、実験においても、球であれば操り制御が可能であることを実証した。今後は、いろいろな形状においても、掴み・操り制御ができるシステムに拡張していく。次に、人間型ハンドの応用として、エキスパートマッサージ運動の実現についての究明を行った。まず、圧カセンサを装着したグローブを、プロの理学療法士や整体師がはめ、実際のマシサージ運動を行い、それをコンピュータにメモリさせた。その動作を、ロボットハンドに再現させる逆システムのアルゴリズムを、逆動力学方程式やニューラルネットワークにより構築した。人間の体に接触するまでは位置制御を行い、接触後は、力制御に切り替えることにした。実験レベルでも良好な結果を得た。今後は、ビジュアルセンサを取り付け、また、肩こりの部分のセンサを用いた検知システムの導入、高周波と低周波のハイブリッドマッサージ、および揉み部の温度制御な、人間以上のマッサージを人間型ロボットハンドで実現させることを試みる。さらに、マッサージ運動のみならず、本のペイジめくり動作、物体の掴み・操り、食事支援など各種の動きを自律的にできるロボットハンドの基礎研究を展囲していく。

Research Products

• [Publications] H.Kitagawa, K.Terashima, et al.: "Application of Neural Network to Teaching of Massage using Multi-fingered Robot Hand"Journal of Robotics and Mechatronics. 14・2. 162-169 (2002)
• [Publications] M.Panya, 寺嶋一彦他: "多指多関節ロボットハンドによるマッサージ動作の制御"日本機械学会東海支部「豊橋地区講演会」論文集. 020-2. 263-264 (2002)
• [Publications] M.Panya, 寺嶋一彦他: "人間型多指ハンドによるマッサージ動作の制御"SI2002講演論文集. II. 397-398 (2002)
• [Publications] M.Panya, K.Terashima, et al.: "Position and Force Control of Multi-fingered Robot Hand and its Application to Massage Motion"IASTED International Conference on Robotics and Applications. June25-27(発表予定). (2003)
• [Publications] M.Panya, K.Terashima, et al.: "Expert Massage Motion Control by Multi-fingered Robot hand"IROS2003 International Conference. Oct.27-Nov.1(発表予定). (2003)
• [Publications] K.Terashima, et al.: "Sense Feedback Control of Anthropomorphic robot for Medical and Welfare Support"Proceedings of the First symposium on Intelligent Human Sensing -The 21st Century COE Program "Intelligent Human Sensing"(文科省). 199-206 (2003)