伝達関数同定に基づく人の把持力制御メカニズムの解明

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18700206
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 多田 充徳 独立行政法人産業技術総合研究所, デジタルヒューマン研究センター, 研究員 (70392628)
• Keywords: 知能ロボティックス

Research Abstract

把握運動時の指先変形と把握力とを同時に計測可能な,触覚イメージング装置を開発した.計測部は,高精度カメラと,力センサに支えられた透明ガラス面で構成されている.前者を用いて指先接触面の指紋画像を計測し,後者を用いて把握力を計測する.この計測部を力制御可能なリニアステージ上に設置したことで,任意の粘性・弾性場の中での把握運動計測を行うことが出来るようになった.また,計測した指紋画像から接触面内の変形情報を抽出するための,画像レジストレーションプログラムを開発した.画像の輝度勾配拘束条件を用いて,画像中に等間隔に設定された制御点における変位を計算することで,連続する二枚の画像間の対応点を計算することができる.制御点でのみ変位の計算を行えば良いため,高解像度な画像に対しても高速かつ安定に対応点を求めることが出来るようになった.本装置に搭載したカメラのフレームレートが30FPS,解像度が20um/pixelであるため,指先接触面の微小な変形も確実に計測することができる.最後に,開発した計測装置を用いた予備実験を行った.具体的には弾性・粘性場内での把握運動計測実験を行った.その結果,重力環境とは異なる力学場内でも把握力と負荷力との間に協調関係が出現することが確認できた.また,計測した画像を処理することで,接触面の境界付近から滑り始める初期滑り現象を計測することができた.