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2007 Fiscal Year Final Research Report Summary

Acquisition of Next Generation Dual-arm Teleoperation Technology through Hybrid Simulation

Research Project

Project/Area Number 16206024
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

UCHIYAMA Masaru  Tohoku University, Graduate School of Engineering, Professor (30125504)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KONNO Atsushi  Graduate School of Engineering, 大学院・工学研究科, Associate Professor (90250688)
SATO Daisuke  School of Engineering, Musashi Institute of Technology, Lecturer (40344692)
JIAN Xin  Graduate School of Engineering, 大学院・工学研究科, Assistant Professor (30451537)
ABE Koyu  Graduate School of Engineering, 大学院・工学研究科, Research Associate (80261600)
Project Period (FY) 2004 – 2007
Keywordsintelligent robotics / space science / mechanics, control / intelligent machine / microgravity
Research Abstract

The aim of this research is to develop a next generation dual-arm teleoperation technology through exploiting a hybrid motion simulation technology to simulate micro-gravity environment. It is expected that the aim can be achieved by integrating the hybrid motion simulation technology which has been developed and verified in the head investigator's laboratory into dual-arm robot based teleoperation. Following this idea, a system is designed to be capable of simulating tasks such as robotic assembly of truss structures, and robotic retrieval of satellites, which are undertaken in micro-gravity environment. The main achievements of this research project are summarized as follows.
1. A hybrid motion simulator characterized by a 9DOF motion table is developed and evaluated. This introduction is verified to be helpful to greatly enlarge the region of motion indication.
2. With the developed system, dual-arm robot based assembly involved with time delay is investigated. Some approaches like pa … More rtially automating some of assembly processes, and vision based operation assistance are proposed. With these technologies implemented, assembly of a complex truss structure is achieved by teleoperation even under 5 second time delay.
3. The dynamic consistency of the hybrid motion simulation is analyzed. It contributes to answer whether the indicated motion by the simulator can be trusted as the reproduction of the real physical phenomenon. A system consistency evaluation method is proposed. It takes rebound coefficient as the main evaluation factor. And for the two main consistency related factors, servo error and time delay, compensation approaches are proposed and validated, respectively.
4. The efficiency of developed system is validated by simulating a task of capturing a rotating object by the dual-arm robot, which is expected to imitate the task of practical robotic satellite retrieval. In this research, the simulation system helps to propose a capturing strategy for such a complex task. Less

  • Research Products

    (48 results)

All 2008 2007 2006 2005 2004

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (46 results)

  • [Journal Article] 双腕宇宙ロボットによる回転体把持作業のハイブリッドシミュレーション2008

    • Author(s)
      高橋遼平
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌 26(掲載決定)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hybrid Simulation of a Capturing a Rotating Object Task by a Dual-Arm Space Robot2008

    • Author(s)
      Ryohei Takahashi
    • Journal Title

      J. of the Robotics Society of Japan Vol. 26, No. 6(to appear)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] ハイブリッドモーションシミュレータのむだ時間の同定および補償2007

    • Author(s)
      大崎康平
    • Organizer
      第8回SICEシステムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2007-12-22
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Identification and Compensation of Dead Time of a Hybrid Motion Simulator2007

    • Author(s)
      Kohei Osaki
    • Organizer
      The 8^<th> SICE System Integration Division Annual Conference (SI2007)
    • Place of Presentation
      Hiroshima
    • Year and Date
      2007-12-22
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 遠隔操作双腕宇宙ロボットによるトラス構造物組立実験-視覚を用いた部分自動化-2007

    • Author(s)
      早川允規
    • Organizer
      第8回SICEシステムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2007-12-20
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Truss Assembly Experiment by a Teleoperated Dual-Arm Space Robot-Partial Automation Using Vision-2007

    • Author(s)
      Masanori Hayakawa
    • Organizer
      The 8^<th> SICE System Integration Division Annual Conference (SI2007)
    • Place of Presentation
      Hiroshima
    • Year and Date
      2007-12-20
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 双腕宇宙ロボットによる回転体把持作業のハイブリッドシミュレーション2007

    • Author(s)
      高橋遼平
    • Organizer
      第25回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2007-09-14
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Hybrid Simulation of Capturing a Rotating Object by a Dual-Arm Space Robot2007

    • Author(s)
      Ryohei Takahashi
    • Organizer
      The 25^<th> Annual Conference of the Robotics Society of Japan (RSJ2007)
    • Place of Presentation
      Chiba
    • Year and Date
      2007-09-14
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 遠隔操作双腕ロボットの協調制御時における冗長軸への角速度指令による特異姿勢回避2007

    • Author(s)
      佐藤大祐
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'07
    • Place of Presentation
      秋田
    • Year and Date
      2007-05-12
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 双腕宇宙ロボットによる物体把持作業模擬のためのハイブリッドモーションシミュレータの補償2007

    • Author(s)
      佐藤大祐
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'07
    • Place of Presentation
      秋田
    • Year and Date
      2007-05-12
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 遠隔操作双腕宇宙ロボットによる組立を考慮したトラス構造物の設計と部材組立作業実験2007

    • Author(s)
      佐藤大祐
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'07
    • Place of Presentation
      秋田
    • Year and Date
      2007-05-12
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Singularity Avoidance by Inputting Angular Velocity to a Redundant Axis During Cooperative Control of a Teleoperated Dual-Arm Robot2007

    • Author(s)
      Daisuke Sato
    • Organizer
      The 2007 JSME Conference on Robotics and Mechatronics (ROBOMEC''07)
    • Place of Presentation
      Akita
    • Year and Date
      2007-05-12
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] Compensation for a Hybrid Motion Simulator in Simulation of Capturing an Object by a Dual-Arm Space Robot2007

    • Author(s)
      Daisuke Sato
    • Organizer
      The 2007 JSME Conference on Robotics and Mechatronics (ROBOMEC''07)
    • Place of Presentation
      Akita
    • Year and Date
      2007-05-12
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] Experiment of Truss Parts Assembly by a Teleoperated Dual-Arm Space Robot Using a Truss Structure Designed for the Robot2007

    • Author(s)
      Daisuke Sato
    • Organizer
      The 2007 JSME Conference on Robotics and Mechatronics (ROBOMEC''07)
    • Place of Presentation
      Akita
    • Year and Date
      2007-05-12
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 浮遊物体と接触する双腕宇宙ロボットのハイブリッドモーションシミュレーション2007

    • Author(s)
      高橋遼平
    • Organizer
      第12回ロボティクスシンポジア講演会
    • Place of Presentation
      長岡
    • Year and Date
      2007-03-15
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Hybrid Simulation of Collision between a Dual Arm Robot and a Floating Object2007

    • Author(s)
      Ryohei Takahashi
    • Organizer
      The 12^<th> Robotics Symposium
    • Place of Presentation
      Nagaoka
    • Year and Date
      2007-03-15
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 遠隔操作双腕宇宙ロボットによるトラス構造部材の接続・分離作業2006

    • Author(s)
      木村啓志
    • Organizer
      第7回SICEシステムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2006-12-16
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Connection/Disconnection of Truss Parts by a Teleoperated Dual-Arm Space Robot2006

    • Author(s)
      Hiroshi Kimura
    • Organizer
      The 7^<th> SICE System Integration Division Annual Conference (SI2006)
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      2006-12-16
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 遠隔操作双腕ロボットの特異姿勢回避支援システムの構築2006

    • Author(s)
      原景子
    • Organizer
      第7回SICEシステムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2006-12-15
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Development of a Singularity Avoidance Support System for a Teleoperated Dual-Arm Robot2006

    • Author(s)
      Keiko Hara
    • Organizer
      The 7^<th> SICE System Integration Division Annual Conference (SI2006)
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      2006-12-15
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 微小重力環境における物体運動を摸擬する9自由度ハイブリッドモーションシミュレータの開発2006

    • Author(s)
      伊勢紘人
    • Organizer
      第24回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2006-09-14
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Development of a 9-DOF Hybrid Motion Simulator for Simulating Motion under Micro-Gravity Environment2006

    • Author(s)
      Hiroto Ise
    • Organizer
      The 24^<th> Annual Conference of the Robotics Society of Japan (RSJ2006)
    • Place of Presentation
      Okayama
    • Year and Date
      2006-09-14
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] スピン衛星捕獲作業のための1軸回転物体のハイブリッドモーションシミュレーション2006

    • Author(s)
      伊勢紘人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'06講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2006-05-27
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] ハイブリッド衝突シミュレーションのヘルツの接触モデルに基づく整合性評価2006

    • Author(s)
      鳥谷昭之
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'06
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2006-05-27
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Hybrid Motion Simulation of a Uniaxial Rotating Object for Operation of Spinned Satelliate Capturing2006

    • Author(s)
      Hiroto Ise
    • Organizer
      The 2006 JSME Conference on Robotics and Mechatronics (ROBOMEC''06)
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2006-05-27
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] Consistency Evaluation of Hybrid Collision Simulation Based on the Hertzian Contact Model2006

    • Author(s)
      Akiyuki Toritani
    • Organizer
      The 2006 JSME Conference on Robotics and Mechatronics (ROBOMEC''06)
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2006-05-27
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] Construction of a Motion Simulator System for Orbital Operation2006

    • Author(s)
      Ryohei Takahashi
    • Organizer
      The 2006 Japan Society for Aeronautical and Space Sciences Northern Branch Conference
    • Place of Presentation
      Sendai
    • Year and Date
      2006-05-09
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 軌道上作業模擬のためのモーションシミュレータシステムの構築2006

    • Author(s)
      高橋遼平
    • Organizer
      日本航空宇宙学会北部支部2006年講演会および第7回再使用型宇宙推進系シンポジウム講演会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2006-03-09
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] ハイブリッド微小重力シミュレータを用いた2剛体衝突模擬の力学的整合性評価2005

    • Author(s)
      鳥谷昭之
    • Organizer
      計測自動制御学会第6回システムインテグレーション部門学術講演会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2005-12-16
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 2台のハプティックデバイスにより遠隔操作される双腕宇宙ロボットの物体把持作業における双腕制御遷移手法2005

    • Author(s)
      山崎峻一
    • Organizer
      計測自動制御学会第6回システムインテグレーション部門学術講演会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2005-12-16
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 軌道上作業シミュレータ用ハイブリッド型モーションテーブルの運動性能評価2005

    • Author(s)
      伊勢紘人
    • Organizer
      計測自動制御学会第6回システムインテグレーション部門学術講演会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2005-12-16
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Evaluation of Dynamic Consistency in Rigid Body Collision Simulation Using a Hybrid Micro-Gravity Simulator2005

    • Author(s)
      Akiyuki Toritani
    • Organizer
      The 6^<th> SICE System Integration Division Annual Conference (SI2005)
    • Place of Presentation
      Kumamoto
    • Year and Date
      2005-12-16
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] An Approach to Dual-Arm Control Transition in an Object Catching Task by a Teleoperated Space Robot Using Dual Haptic Devices2005

    • Author(s)
      Syun''ichi Yamazki
    • Organizer
      The 6^<th> SICE System Integration Division Annual Conference (SI2005)
    • Place of Presentation
      Kumamoto
    • Year and Date
      2005-12-16
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] Performance Evaluation of a Hybrid Motion Table for Simulation of Orbital Operation2005

    • Author(s)
      Hiroto Ise
    • Organizer
      The 6^<th> SICE System Integration Division Annual Conference (SI2005)
    • Place of Presentation
      Kumamoto
    • Year and Date
      2005-12-16
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] Design of a Compact 6-DOF Haptic Device to Use Parallel Mechanisms, Robotics Research2005

    • Author(s)
      Masaru Uchiyama
    • Organizer
      The International Symposium on Robotics Research 2005
    • Place of Presentation
      San Francisco, California
    • Year and Date
      2005-10-12
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Design of a Compact 6-DOF Haptic Device to Use Parallel Mechanisms2005

    • Author(s)
      Masaru Uchiyama
    • Organizer
      The 12th International Symposium on Robotics Research (ISRR)
    • Place of Presentation
      San Francisco, California
    • Year and Date
      2005-10-12
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 双腕宇宙ロボットによる軌道上作業シミュレータの開発2005

    • Author(s)
      鳥谷昭之
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'05
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2005-06-10
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Development of an Orbital Operation Simulator for a Dual-Arm Robot2005

    • Author(s)
      Akiyuki Toritani
    • Organizer
      The 2005 JSME Conference on Robotics and Mechatronics (ROBOMEC''05)
    • Place of Presentation
      Kobe
    • Year and Date
      2005-06-10
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 双腕宇宙ロボットによる軌道上作業実験システムの構築2005

    • Author(s)
      佐藤大祐
    • Organizer
      計測自動制御学会第5回制御部門大会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2005-05-25
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Dual-arm Space Robot System Development for Experimental Orbital Operation2005

    • Author(s)
      Daisuke Sato
    • Organizer
      The 5^<th> SICE Control Division Conference
    • Place of Presentation
      Sendai
    • Year and Date
      2005-05-25
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 双腕宇宙ロボット遠隔操作のためのハイブリッドシミュレーションシステムの設計2004

    • Author(s)
      伊勢紘人
    • Organizer
      計測自動制御学会東北支部40周年記念学術講演会
    • Place of Presentation
      郡山
    • Year and Date
      2004-12-22
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Design of a Hybrid Simulation System for Dual-Arm Robot Teleoperation2004

    • Author(s)
      Hiroto Ise
    • Organizer
      The SICE Tohoku 40th Anniversary Conference
    • Place of Presentation
      Koriyama
    • Year and Date
      2004-12-22
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 視覚に基づく作業補助機能を用いた双腕ロボットの遠隔操作2004

    • Author(s)
      古川州之
    • Organizer
      日本機械学会東北支部第40期秋季講演会
    • Place of Presentation
      秋田
    • Year and Date
      2004-09-17
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Teleoperation of a Dual-Arm Robot Using Vision Based Task Auxiliary Function2004

    • Author(s)
      Kuniyuki Furukawa
    • Organizer
      The 40^<th> JSME Tohoku Section Fall Conference
    • Place of Presentation
      Akita
    • Year and Date
      2004-09-17
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] ハイブリッド型モーションシミュレータを用いた宇宙ロボットの遠隔操作実験システムの構築2004

    • Author(s)
      西牧洋一
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'04
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2004-06-19
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 遠隔操作双腕ロボットによるトラス構造物部品接続実験2004

    • Author(s)
      鷲野誠一郎
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'04
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2004-06-19
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Development of a Space Robot Teleperation System Using a Hybrid Motion Simulator2004

    • Author(s)
      Yoichi Hishimaki
    • Organizer
      The 2004 JSME Conference on Robotics and Mechatronics (ROBOMEC''04)
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2004-06-19
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] An Experiment of Truss Structure Parts mating by a Teleperated Dual-Arm Robot2004

    • Author(s)
      Seiichiro Washino
    • Organizer
      The 2004 JSME Conference on Robotics and Mechatronics (ROBOMEC''04)
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2004-06-19
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

URL: 

Published: 2010-02-04  

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