2019 Fiscal Year Annual Research Report

Safe Robotic Manipulation with Geometrical Constraint of Objects

Research Project

Project/Area Number	17H04699
Research Institution	Sasebo National College of Technology
Principal Investigator	槇田諭佐世保工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (60580868)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	マニピュレーション / 把持 / ケージング / 物体拘束 / 動作計画 / 物体認識 / グラスピング / 幾何学的拘束
Outline of Annual Research Achievements	本研究では幾何学的拘束（ケージング）による物体拘束を保証した物体操作手法を提案し，ロボットによる作業の信頼性を高めることを目指す．ケージングはロボットによって物体を囲い込むことで，物体が抜け出せないように拘束する手法である．物体の形状情報のみで計画できるロボットの動作を，位置制御のみで実行できるという，ロボットに有利な利点をもつ．本年度は研究課題として，（1）「力学条件と幾何学的条件を統一的に扱う評価指標の導出」，（2）「幾何学的拘束を考慮した物体把持・操作計画」に取り組み，以下の研究成果を得た．（1）の統一的な評価指標については，前年度の研究成果を踏まえて，3次元空間での把持における力学解析から幾何学的拘束による対象物の運動しにくさを評価できた．この運動しにくさは力学的作用と幾何学的拘束の両方が関与するものであるから，本手法にてこの次元の異なる二つの指標を統一的に評価できる．本研究成果は国際会議および学術論文にて発表した．（2）の物体把持・操作計画においては，前年度の研究成果であるサッシのはめ込み作業と，単腕アームによる複数物体の組み立て問題を扱った．サッシのはめ込み作業では前年度の成果を国内会議で発表するとともに，RGB-Dカメラを用いた対象物の形状特徴抽出から動作計画までの自律的な作業計画に発展させた．複数物体の作業計画においては，操作対象物を治具等で固く固定せずに，重力や摩擦力等により運動しにくくなる部分的な拘束の方策を検討した．対象物に加わる力を解析することで運動しにくさを評価し，固定せずとも動きにくく作業しやすい保持形態を導出した．その方策の効果を実機実験で検証した．
Research Progress Status	令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和元年度が最終年度であるため、記入しない。