人間型ハンドロボットによる握り反射に基づく物体把持の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550443
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 川崎 晴久 岐阜大学, 工学部, 教授 (40224761)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 聡 岐阜大学, 工学部, 助手 (70291911)
• Keywords: 握り反射 / ロボットハンド / 触覚センサ / 把持制御 / 人工技能

Research Abstract

ロボットが外部環境の変化に適応し,人間に代わり多種多様な作業を実行するためには,外部環境の情報を獲得する感覚が必要不可欠であり,特に,器用な物体操作を実現するためには,触覚が非常に重要となる.触覚情報を利用すれば,未知形状の対象物も把持することができる.
本研究では,人間型ロボットハンドによる未知形状の物体把持を目的として,触覚情報を利用し,乳児が行う握り反射を模擬した把持戦略を提案し,実験的にその有効性を検証した.
生後約10ヶ月までの乳児は掌に棒を当てると5本の指を屈曲させ,棒を強固に把握し,棒を引き離そうとすると,さらに強固に把握する.これを握り反射と呼ぶ.乳児はこの握り反射により,食べ物や母親の身体の一部等を目の見えない段階でもしっかりと把持する.生存のための必要な反射である.この握り反射は2つの状態からなる.
1)手が物体に接触すると発生する握り動作.
2)物体を引き離そうとすると発生する保持動作.
各指が一様な接触力を物体に作用させる1)の握り動作は,接触点数を最大化し物体を拇指と他の指で包み込むことができ,未知形状物体を把持する可能性をより高くする.ロボットでこの反射を模擬するため,物体がロボットハンドに接触すると,前後屈伸運動する拇指と指の関節2から関節4の能動関節が,各関節に隣接する指先側リンクの接触力が目標値に一致するように独立に制御しすることとし,内外転運動する第一関節は,位置制御するようにした.本制御戦略により,様々な形状の物体を把持できることをGiFu Hand IIIを用いて確認できた.

Research Products

• [Publications] Haruhisa Kawasaki, Tetsuya Mouri, Jun Takai, Satoshi Ito: "GRASPING OF UNKNOWN OBJECT IMITATING HUMAN GRASPING REFLEX"CD-ROM of 15^<th> IFAC World Congress. (CD-ROM). (2002)
• [Publications] 川崎 晴久, 毛利 哲也, 吉川 桂介, 伊藤 聡: "人間型ロボットハンド"Gifu Hand III"と握り反射"2002日本ロボット学会学術講演会予稿集. (CD-ROM). (2002)