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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Washing Grasping/Manipulation of Objects with Unknown Surface Properties by Realizing Interfacial Washing and Friction Control

Research Project

Project/Area Number 21H01286
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

渡辺 哲陽  金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (80363125)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西村 斉寛  金沢大学, フロンティア工学系, 助教 (60913720)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsロボットハンド / マニピュレーション / 摩擦制御 / 表面洗浄
Outline of Annual Research Achievements

これまで扱いが難しかった(ロボットにとって)未知の表面特性をもつ物体の把持・操りが可能なロボットハンドシステムの実現を目指す.実現のカギは,1)未知なる表面状態を観察・認識し,2)その状態を清浄かつ把持・操りに適した摩擦状態にする界面洗浄・摩擦制御の実現にある.以上を目的に,本年度では,以下の事案を実施した.
1.FBG(Fiber Bragg Grating)センサをソフトロボット指の接触面に組み込み,そのひずみの値から接触面の状態を推定する手法の改善を行い,表面の摩擦状態を推定する手法を開発した.
2.流量の制御により,放出と吸引を切り替えるソフトロボットデバイスを開発した.入力流量が小さいときには弁が閉じて空気が逆流することで送風状態となる.入力流量が大きいときは関連して入力圧力も大きくなる.弁の傍に設置した膨張室が入力圧力の上昇に伴い膨張することで弁が開く.弁が開いた状態では,出力口付近の空気を巻き込みながら空気が排出されるため,吸引状態となる.このデバイスをロボットハンドの指先に取り付けることにより,表面のほこりを空気放出により除去し,清浄となった面を吸引することで,物体をハンドリングすることを実現した.また,空気放出により濡れた接触面を乾燥させることができるシステムを実現した.エタノールなどで接触面を洗浄した後,接触面に残る液体を除去するなどの応用が期待できる.
3.圧縮空気を流すことで摩擦を低下させ,純水を噴出することで摩擦を増加させる摩擦可変システムが安定に作動するようにデバイスの改良を行った.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

次年度における目標である「界面洗浄・摩擦制御システムを搭載したロボットハンドによる未知の表面特性を持つ物体の洗浄把持・操りシステムの実現」に関連するシステム開発により,その目的を達成できる見込みが得られたため.

Strategy for Future Research Activity

2023年度は,これまでの実績をもとに界面洗浄・摩擦制御システムを搭載したロボットハンドによる未知の表面特性を持つ物体の洗浄把持・操りシステムの実現に挑む.
1)界面洗浄,2)摩擦増大,3)摩擦低減を主なターゲットとし,接触面に液体を滲出する,空気を送風する,空気を吸引するデバイスをもとに,目的に応じて適切に液体を滲出させて,摩擦を変えるとともに,接触面を洗浄する.ほこりの場合は空気を送風し,油の場合はエタノールなどの洗浄液を滲出するなどを行い,接触面を洗浄するとともに,洗浄後は摩擦を上昇させてハンドリングし,リリース時には摩擦を低減して精密にリリースするようなロボットハンドシステムの実現を目指す.

  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Flexible and Slim Device Switching Air Blowing and Suction by a Single Airflow Control2023

    • Author(s)
      Nojiri Seita、Nishimura Toshihiro、Tadakuma Kenjiro、Watanabe Tetsuyou
    • Journal Title

      IEEE Robotics and Automation Letters

      Volume: 8 Pages: 2637~2644

    • DOI

      10.1109/LRA.2023.3254465

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 1 自由度で吸引と放出が可能なフレキシブルデバイスの開発2023

    • Author(s)
      野尻晴太,西村斉寛,多田隈建二郎, 渡辺 哲陽
    • Organizer
      ロボティクスシンポジア論文集
  • [Presentation] 摩擦・温度・湿度可変な薄いフレキシブル機構における実験環境の影響評価2022

    • Author(s)
      倉又菜津子、堀内優輝、野尻晴太、西村斉寛、多田隈建二郎、渡辺哲陽
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022論文集
  • [Presentation] 生活支援ロボットのための布の吸着が可能な柔軟吸着パッドの開発2022

    • Author(s)
      野尻晴太、西村斉寛、多田隈建二郎、渡辺哲陽
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022論文集
  • [Presentation] 摩擦可変機能を有する1自由度ソフトロボットハンドの開発―流路切替機構の解析と検証―2022

    • Author(s)
      西村斉寛、清水健介、野尻晴太、多田隈建二郎、鈴木陽介、辻徳生、渡辺哲陽
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022論文集
  • [Presentation] 生理情報長時間計測を目的とした エタノール滲出による低抵抗維持器の開発2022

    • Author(s)
      堀内 優輝、野尻 晴太、 西村 斉寛、渡辺 哲陽
    • Organizer
      第40回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2022)

URL: 

Published: 2023-12-25  

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