2016 Fiscal Year Annual Research Report
Master-Slave System based on Hand Haptic Interface for Humanoid Hand Robot
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26249063
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
川崎 晴久 岐阜大学, 工学部, 特任教授・名誉教授 (40224761)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 貴孝 岐阜大学, 工学部, 教授 (00273318)
毛利 哲也 岐阜大学, 工学部, 准教授 (40418728)
上木 諭 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (50467213)
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| Project Period (FY) |
2014-06-27 – 2017-03-31
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| Keywords | 遠隔操作 / ロボットハンド / ハプティックインターフェイス / 外乱オブザーバ / マスター・スレーブ制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究は次の４課題を実施した：１）複合型ハンドハプティックインターフェイスの構成法、２）物体の物理パラメータのアクティブセンシング、３）指腹部・掌の力感覚によるマスター・スレーブ制御の改良、４）安全・確実な操作を支援するマスター・スレーブシステムの構成法。その概要は、次の通りである。
多点接触における力覚の受容特性と操作性の評価を基に、指腹部提示機構の提示力と信頼性を高める改良により、複合型ハンドハプティックインターフェイスの性能向上を図った。スレーブ制御では、視覚情報から大凡の形状を推定して物体操作が可能であるが、対象物体の剛性、粘性等の検出が可能になれば、物体の把持・操作性が飛躍的に向上する。そこで、スレーブロボットによる物体の物理パラメータ（剛性、粘性等）を推定するシステムを構築した。
遠隔のロボットハンドの位置・姿勢を操作する人間の手の位置姿勢に一致させて、指腹部・掌の力感覚によるマスター・スレーブ制御の実験評価を行った。この結果、ロボットハンドの位置・姿勢は、ハプティクスハンドの位置姿勢でなく、操作する人間の手の位置姿勢とすることで操作性が改善できることが示された。一方で、これまでのシステムは自由度が多い複雑なシステムであるので、４指12自由度ハンドの簡易型マスタ・スレーブを構築し、接触位置、接触パラメータの推定を行った。
マスター・スレーブシステムにおいて、干渉抑制制御手法をスレーブの位置制御と統合して行い、マスター側の操作支援システムとしての硬さ表示と生体信号による操作者の操作時における状態の観測を行った。また、操作時における堅実性の向上のため、非線形外乱オブザーバの開発を行った。また、安全・確実な支援を実現するため、スレーブシステムについて外部環境との最短距離やロボットの状態を可視化するシステムを構築した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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