視覚と多指ハンドを備えたロボットのための半自律遠隔操作に基づく組み立て作業の教示

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K12170
• Research Institution: Wakayama University
• Principal Investigator: 小川原 光一 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (70452810)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 動作教示 / 遠隔操作 / 組み立て作業

Outline of Annual Research Achievements

令和1年度は，ロボットが組み立て作業を実行する上で，様々な形状の機械部品や道具を把持して操作することが可能になるように，各指が3自由度を有し，かつ指先の弾性要素の許容可能なせん断変形・ねじり変形の範囲内で，物体と弾性要素の間の接触状態を維持したまま物体の任意の6自由度運動（並進3自由度，回転3自由度）を実現するワイヤー駆動方式の3指ロボットハンドを設計した．また，ロボットハンドの試作機を製作して，直方体形状の物体を把持した状態で，把持物体の並進・回転運動の実現の可否を確認する検証実験を行った．
また，教示者がロボットを遠隔操作して組み立て作業を教示する際に，物体の正確な位置合わせを実現できるように，ロボットの頭部と左右のロボットアームの先端にRGB-Dセンサを設置し，得られた複数のカラー画像と距離画像を統合して，HMDを通して教示者に任意視点映像を提示するシステムを開発した．開発したシステムは，HMDを装着した教示者の頭部の姿勢変化を基に仮想視点の移動と映像の拡大・縮小を行う機能を有する．また，障害物を透過表示することによって，操作対象物体の視認性を向上させる機能も有する．映像提示の実証実験を行い，システムの基本的な機能が正常に動作することを確認した．
さらに，ロボットによる組み立て作業を自動化するために，剛体と柔軟物の認識手法を開発した．剛体の認識手法では，多層ニューラルネットを利用して，多視点画像から，物体の種類と姿勢を認識する手法を開発した．また，柔軟物の認識手法では，1枚の画像から，多層ニューラルネットを利用して，平面上の任意に変形した長方形布の形状を認識する手法を開発した．

Current Status of Research Progress

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

Reason

概ね研究計画のとおり進んでいる．

Strategy for Future Research Activity

当初の研究計画のとおり進める予定である．

Causes of Carryover

一部の購入予定物品の仕様を再検討する必要が生じたため．
物品の仕様を再検討して購入する計画である．