人間のハンドリング動作を模倣するシート状ロボットハンドの開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K04070
• Research Institution: National Institute of Technology, Toyama College
• Principal Investigator: 池田 英俊 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (30390438)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 圭祐 富山高等専門学校, その他部局等, 教授 (30196232) ; 金子 慎一郎 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (60446242)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ロボットハンド / 低自由度

Outline of Annual Research Achievements

プロトタイプの構成では目標としていたミッションの遂行が難しいと判断したため，別のハンド機構を3D-CAD Fusion360を用いて新規設計を行った．このハンド機構は6自由度で構成され，さらにハンド機構の根元には2自由度をもつ手首機構を付加したものである．このハンド機構と手首機構は，別に新規開発を行った肩関節2自由度，肘関節1自由度を有するロボットアームに連結されており，肩関節から指先まで合計11自由度を有するマニピュレータとなっている．このマニピュレータを昨年度まで設計と加工を行ったプラットフォームである対向2輪型の車輪型移動機構の上部に搭載した．さらにプラットフォームとマニピュレータの各機構の基本的な制御システムを構築し，各部の制御を可能にした．
ロボットにはPC（OS: Linux）とマイコン（Arduino Leonard）を搭載した．PCはマイコンとUSB経由でつながれ，さらにそのマイコンはモータドライバ回路と連結され，各モータを制御する．
この開発を行ったロボットを用いて実験を行い，「掴む」，「つまむ」，「手のひらにのせる」という当初，目標に掲げていた各動作が実現可能であることを明らかにした．
一方，現在，これまで使用を行っていた画像処理ソフトARtoolKitを利用した動作制御システムが当初想定した通りには進展せず，性能が向上しないと判断したため，現在，別の画像処理ソフトウェアであるArUcoを使用した動作制御システムの開発を行っている．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

プロトタイプのハンド機構の構成では，研究目的を十分に達成できないとの結論に至ったため，大幅な設計変更を行い，性能改善を目指したモデルを新規設計した．本年度はその新規ハンド機構と手首機構の設計に加え，ロボットアーム部分の加工，組み付けを行い，ハードウェア作成を実現し，基本的な動作制御システムの構築を行い，実験にて効果を検証した．その結果，当初，目標にしていた「掴む」，「つまむ」，「手のひらにのせる」という動作の実現が可能であることが明らかとなった．
画像処理システムの構築に関してはシステムを構築したものの，実現したハードウェアとの連携が不十分であり，鋭意開発継続中である．
論文は現在執筆中であり，予定より遅れている．

Strategy for Future Research Activity

画像処理システムの構築に関してはシステムを構築したものの，実現したハードウェアとの連携が不十分であり，現在，開発を継続中である．これまで使用していた画像処理ソフトARtoolKitをベースにした動作制御システムでは，想定通りに研究開発が進まず，現状からの性能向上が見込めないため，現在，別の画像処理ソフトウェアであるArUcoを使用した動作制御システムの開発を行っている．
今後，開発した画像処理センサシステムを利用してロボットのプラットフォーム（台車）とそれに搭載した（ハンドを含む）マニピュレータを連動させた実験を様々な角度から行い，提案システムの有効性を検証する．また，遅れている論文発表を行う．

Causes of Carryover

国際会議発表，論文発表が遅れており，その登録料，掲載費分等が未使用であったため．