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

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01286
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: Watanabe Tetsuyou 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 Final Research Achievements

We aimed to create a robotic hand system capable of handling and manipulating objects with unknown surface characteristics. To achieve this, we developed a method for recognizing unknown surface states and then cleaning these surfaces to achieve a state conducive to effective grasping and manipulation through contact area cleaning and friction control. We incorporated Fiber Bragg Grating (FBG) sensors into the contact surfaces of soft robotic fingers to estimate the condition of these surfaces based on the strain readings. Additionally, we developed a robotic hand system capable of cleaning surface contaminants such as oils with the injection of liquids like ethanol. Based on these systems, we developed a system that can clean surface dirt while estimating the frictional state of the surface.

Free Research Field

知的機械システム

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

公共の場や日常生活空間において，家事や介護などの作業を代替できるようなロボットの実現への要求が高まっている．実現の核となるのが実作業を担うロボットハンドシステムである．これまで扱われていた把持対象は「キレイ」に整った表面を持つ物体であった．このため，摩擦情報は既知あるいは，把持するのに十分な摩擦をもつという仮定のもと把持・操り法が開発されてきた．しかしながら，現実空間にある対象物体の表面は未知である．特に新しく購入した物品や長らく使っていなかった物品などの表面状態は分からず，ほこりなどがある可能性がある．これを打開するため，未知なる表面状態を洗浄して物体把持・操りを実現する方法論を開発した．