福祉支援や保全に活用する移動ロボットのためのスティフネスセンサ開発

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16F16739
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 淺間 一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50184156)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): FARAGASSO ANGELA 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2016-11-07 – 2019-03-31
• Keywords: スティフネスセンサ / ロボット

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，福祉支援や保全に活用する移動ロボットのためのスティフネスセンサの開発を行った．具体的には，視覚に基づくスティフネスセンサを，手術機械，アシスト装置，セキュリティそして災害対応などの様々なロボット技術に適用することを目的として，研究を進めた．本研究を遂行するにあたって，具体的に以下の3項目を設定した．
(1) 既存技術を使用して，スティフネスと力をフィードバックする仕組みをレスキューやアシスト装置，保全ロボットに導入する．
(2) 実時間でスティフネスと力をフィードバックする仕組みを活用して，遠隔操作における操作性を向上させる．
(3) 視覚に基づく物体判定を行うことで，自動ナビゲーションを達成する．
これらの目的を達成するために，異なるセンサの設計と実時間での追跡アルゴリズムの開発を行った．アシスト装置や保全や遠隔操作によるレスキューロボットという異なる場面にてセンサを活用することを想定しているため，それぞれの場面に必要な要求仕様を先行研究から策定した．このときに，特に本研究室の有するアシスト装置とレスキューロボットをもとに仕様の策定を行った．また，新規にレスキューロボットシステムを構築して，研究を進めるための準備を行った．市販のカメラセンサを活用し，新たに購入するトルクセンサやモータを使用することで，異なる場面にも適用可能な技術とすることとした．更に有限要素法によるシミュレーションを用いることで，作ったセンサの有効性を確かめた．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成28年度に計画していた内容をおおむね達成できたため．

Strategy for Future Research Activity

今後は，異なるセンサの仕組みを，遠隔操作によるレスキューと保全の場面において試験することを目指す．具体的には，以下の項目について取り組む．
(1) 内視鏡カメラの先端に提案するセンサを取り付け，やわらかさの異なる物体を探索し，スティフネスを計測できるかどうかを試験する．
(2) (1)で作成したカメラとセンサをロボットアームに取り付けて，遠隔操作に使えるかどうかを試験する．
(3) モーショントラッキングシステムを構築し，カメラ位置を算出するシステムを構築する．
(4) 移動ロボットに同様のシステムを取り付け，ヒトが存在する環境中で実験を行う．
(5) センシングした物体を実際の地図に統合するための実験を行う．