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複数の感覚と構造を利用した適応的で巧みな物体操作の自律的な獲得に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12J03541
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 知覚情報処理・知能ロボティクス
研究機関大阪大学

研究代表者

白藤 翔平  大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードヒト規範ロボットハンド / 腱駆動ロボット / マニピュレーション / 運動学 / 腱駆動機構 / ロボットハンド / 把持
研究実績の概要

本年度は前年度に開発したヒトの筋腱構造を忠実に再現した腱駆動ロボットハンドの制御手法の提案,実験に主に取り組んだ.
その中での取り組みの一つが,ヒトが身体のもつ特性を制御に有効に利用している典型的な例でもある.関節剛性調整の腱駆動ロボットでの実現である.腱の非対称さや腱の配置の方法によって生じる腱の変位と関節角度との関係の複雑さを解消する機構を提案し,容易で関節ごとに独立な剛性調整を実現した.
可変な関節剛性はロボットハンドが実環境で活動するうえで重要な能力である.このように位置制御とは独立に関節剛性が容易に制御できるようになったことで,これまでに行われてこなかったような剛性調整を含むロボットマニピュレータを用いた実験が可能になった.
また,もう一つの取り組みとして,ヒトの指の筋腱構造における筋ごとの関節トルクベクトルと運動との関係を調べることで,開発したロボットフィンガの運動軌道を容易に計画する手法について提案した.提案した軌道制御手法は典型的な軌道を生成するモータの駆動パターンをあらかじめ設定しておき,ヒトの内在筋にあたるモータの駆動量を変化させることで目標の軌道を生成するという手法である.腱を通して複数の関節へと単一のアクチュエータの作用が伝達されることを有効に利用した制御によって,常に多くのアクチュエータに対して運動計画をおこなう必要をなくした.
本年度に得られた結果は,研究課題である「複数の感覚と構造を利用した適応的で巧みな物体操作の自律的な獲得に関する研究」において,ロボットハンドが自身の構造を利用し,適応的な物体操作を獲得するうえで重要な進展である.最終的に前年度までの研究と統合するまでには至らなかったが,ロボットハンドの感覚を用いた自律的なマニピュレーションの学習手法と統合することで,適応的で巧みな物体操作の自律的な獲得を実現するまでの基礎を確立できたと考える.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Development of a tendon-driven robotic finger for an anthropomorphic robotic hand2014

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Shirafuji, et al.
    • 雑誌名

      The International Journal of Robotics Research

      巻: 33 号: 5 ページ: 677-693

    • DOI

      10.1177/0278364913518357

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection and prevention of slip using sensors with different properties embedded in elastic artificial skin on the basis of previous experience2013

    • 著者名/発表者名
      白藤翔平
    • 雑誌名

      Robotics and Autonomous Systems

      巻: (掲載確定)

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Tendon Routing Resolving Inverse Kinematics for Variable Stiffness Joint.2014

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Shirafuji
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 発表場所
      アメリカ,シカゴ
    • 年月日
      2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Trajectory Control Strategy for an Anthropomorphic Robotic Finger.2014

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Shirafuji
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Biomimetic and Biohybrid Systems
    • 発表場所
      イタリア,ミラノ
    • 年月日
      2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 腱駆動における腱逆機構を用いた剛性の独立制御.2014

    • 著者名/発表者名
      白藤 翔平
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      富山県
    • 年月日
      2014-05-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 非伸縮分岐腱による関節の連動駆動2013

    • 著者名/発表者名
      白藤翔平, 池本周平, 細田耕
    • 学会等名
      第19回創発システム・シンポジウム
    • 発表場所
      大阪アカデミア(大阪府住之江区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Design of An Anthropomorphic Tendon-Driven Robotic Finger2012

    • 著者名/発表者名
      白藤翔平
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Bomimetics
    • 発表場所
      Crowne Plaza City Centre in Guangzhou (中国)
    • 年月日
      2012-12-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ヒトの筋腱構造を模したロボットフィンガ機構の提案2012

    • 著者名/発表者名
      白藤翔平
    • 学会等名
      日本ロボット学会第30回記念学術講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 虫様筋を模した機構を有するロボットフィンガの開発2012

    • 著者名/発表者名
      白藤翔平
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県)
    • 年月日
      2012-05-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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