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センサフィードバックに基づく柔軟多指ハンドの動的安定把持と操作

研究課題

研究課題/領域番号 13650290
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関立命館大学

研究代表者

有本 卓  立命館大学, 理工学部, 教授 (00029399)

研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2002年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2001年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード多指ハンド / 把持 / 物体操作 / ピンチング / 安定把持 / 知覚フィードバック / センソリーモータ協調 / 多様体上安定 / ロボットハンド / 柔軟多指ハンド / センサーフィードバック / 姿勢制御 / 位置制御
研究概要

人間は何気なく物をつかみ、器用に操作できるが、多指ロボットハンドに同じことをさせようとすると非常に困難であることに気づく。ロボットの手が人間のそれと同じようなメカニズムをもち、関節に高性能のアクチュエータを配しても、困難であることに変わりはない。他方、物体把持に関しては、摩擦の無い指が何本あれば2次元(あるいは3次元)物体を2次元空間中(あるいは3次元)に固定できるかというフォーム閉包や力/トルク閉包の問題を中心にして沢山の論文が発表されている。今迄の研究によると3角形状の2次元の物体固定には3本の指が必要であり、平行四辺形状の物体については4本必要である。本研究の成果は、これらの研究結果とは異なって、指先を適当な半径をもつ半球にすると、任意の多角形状の物体が最少の2本の指で固定でき、かつ安定的に把持でき、かつ、姿勢角も制御できることを理論的に示すことに成功し、実験による確証も得た所にある。この成功の要因は、転がり拘束を用いると、指先と物体との間の拘束点で物体面に対して法則方向の力と接線方向の力がそれぞれ発生し、これらを指側から知覚フィードバックと容易に計算可能なヤコビアン行列を用いて自由に制御できることが、理論的かつシミュレーションで確認ができたことから来る。
本研究では、2002年度においては、物体の側面が平行でない場合についても、安定把持を実現する知覚フィードバック信号を見出し、また、物体の姿勢角を制御する信号も見出した。これらの有効性は、2自由度の指ロボットを2本製作し、これらの一対を用いた物体把持と物体操作の実験を通じて、確認することができた。また、詳細なコンピュータシミュレーションによって、各フィードバック利得の設計指針を与えることにも成功した。最後に、3次元物体の知覚フィードバックに基づく把持と操作についても、2002年末に至って基本的な手がかりを発見し得た。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (49件)

  • [文献書誌] S.Arimoto, M.Yamaguchi, H.-Y.Han, K.Tahara, P.T.A.Nguyen: "Sensory feedback for dynamic stable pinching by means of a pair of soft fingers"Proc. of the 32nd ISR. 772-777 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tahara, M.Yamaguchi, P.T.A.Nguyen, H.Y.Han, S.Arimoto: "Stable grasping and posture control for a pair of robot fingers with soft tips"Human Friendly Mechatronics (ICMA 2000). 291-296 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.-Y.Han, S.Arimoto, K.Tahara, M.Yamaguchi, P.T.A.Nguyen: "Robotic pinching by means of a pair of soft fingers with sensory feedback"Proc. of the 2001 IEEE Int. Conf. on Robotics & Automation. 97-102 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.T.A.Nguyen, S.Arimoto: "Performance of pinching motions of two multi-DOF robotic fingers with soft-tips"Proc. of the 2001 IEEE Int. Conf. on Robotics & Automation. 2344-2349 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Arimoto, K.Tahara, M.Yamaguchi: "Existence of feedbacks from sensing to action for stable grasping and dexterous manipulation by multi-fingered robot hands"Proc. of the 2001 IEEE Int. Conf. on Robotics & Automation. 524-529 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.Doulgeri, J.Fasoulas, S.Arimoto: "Feedback control for object manipulation by a pair of soft tip fingers"Robotica. 20. 1-11 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.T.A.Nguyen, S.Arimoto: "Learning motion of dexterous manipulation, for a pair of multi-DOF fingers with soft-tips"Asian Journal of Control. 4. 11-20 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.Doulgeri, S.Arimoto: "A position/force control for a robot finger with soft tip and uncertain kinematics"Journal of Robotic Systems. 19. 115-131 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.T.A.Nguyen, S.Arimoto: "Dexterous manipulation of an object by means of multi-DOF robotic fingers with soft tips"Journal of Robotic Systems. 19. 349-362 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.T.A.Nguyen, S.Arimoto: "Computer simulation of controlled motion of dual fingers with soft-tips grasping and manipulating an object"Advanced Robotics. 16. 123-145 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Arimoto, Z.Doulgeri, P.T.A.Nguyen, J.Fasoulas: "Stable pinching by a pair of robot fingers with soft tips under the effect of gravity"Robotica. 20. 241-249 (2002)

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  • [文献書誌] K.Tahara, M.Yamaguchi, J.-H.Bae, S.Nakamura, S.Arimoto: "Experimental results on dynamic stable grasping by a pair of robot fingers with soft tips"Proc. of the 2002 Japan-USA Symp. on Flexible Automation. 791-797 (2002)

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  • [文献書誌] S.Arimoto: "Can Newtonian mechanics explicate why and how babies (or robots) acquire dexterous hand motion?"Proc. of the 8th IEEE Int. Conf. on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR 2002). 129-136 (2002)

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  • [文献書誌] S.Arimoto, J.H.Bae, K.Tahara: "Dynamic stable pinching by a pair of robot fingers"Proc. of 2nd IFAC Conf. on Mechatronic Systems. 731-736 (2002)

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  • [文献書誌] S.Arimoto, K.Tahara, J.-H.Bae, M.Yoshida: "A stability theory on a manifold : concurrent realization of grasp and orientation control of an object by a pair of robot fingers"Robotica. 21. 163-178 (2003)

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  • [文献書誌] S.Arimoto, J.-H.Bae, K.Tahara: "Stability on a manifold : Simultaneous realization of grasp and orientation control of an object by a pair of robot fingers"Proc. of the 2003 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation. (To be published). (2003)

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  • [文献書誌] S.Arimoto: "Dynamic force/torque closure for 2D and 3D objects by means of rolling contacts with robot fingers"Proc. of the Int. Conf. on Robotics, Intelligent Systems and Signal Processing (ICRISSP 2003). (To be published). (2003)

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  • [文献書誌] 有本 卓: "新版 ロボットの力学と制御"朝倉書店. 222 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Arimoto, M. Yamaguchi, H.-Y. Han, K. Tahara, and P.T.A. Nguyen: "Sensory feedback for dynamic stable pinching by means of a pair of soft fingers"Proc. Of the 32nd ISR, Seoul, Korea. 19-21. 772-777 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tahara, M. Yamaguchi, P.T.A. Nguyen, H.-Y. Han, and S. Arimoto: "Stable grasping and posture control for a pair of robot fingers with soft tips"Human Friendly Mechatronics (ICMA 2000). 291-296 (2001)

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  • [文献書誌] H.-Y. Han, S. Arimoto, K. Tahara, M. Yamaguchi, and P.T.A. Nguyen: "Robotic pinching by means of a pair of soft fingers with sensory feedback"Proc. Of the 2001 IEEE Int. Conf. on Robotics & Automation, Seoul, Korea. 21-26. 97-102 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.T.A. Nguyen and S. Arimoto: "Performance of pinching motions of two multi-DOF robotic fingers with soft-tips"Proc. Of the 2001 IEEE Int. Conf. on Robotics & Automation, Seoul, Korea. 21-26. 2344-2349 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Arimoto, K. Tahara, and M. Yamaguchi: "Existence of feedbacks from sensing to action for stable grasping and dexterous manipulation by multi-fingered robot hands"Proc. Of the 2001 IEEE Int. Conf. on Control Applications. 5-7. 524-529 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z. Doulgeri, J. Fasoulas, and S. Arimoto: "Feedback control for object manipulation by a pair of soft tip fingers"Robotics. Vol. 20, No. 1. 1-11 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.T.A. Nguyen and S. Arimoto: "Learning motion of dexterous manipulation for a pair of multi-DOF fingers with soft-tips"Asian Journal of Control. Vol. 4, No. 1. 11-20 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z. Doulgeri and S. Arimoto: "A position/force control for a robot finger with soft tip and uncertain kinematics"J. of Robotic Systems. Vol. 19, No. 3. 115-131 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.T.A. Nguyen and S. Arimoto: "Dexterous manipulation of an object by means of multi-DOF robotic fingers with soft tips"J. of Robotic Systems. Vol. 19, No. 7. 349-362 (2002)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] P.T.A. Nguyen and S. Arimoto: "Computer simulation of controlled motion of dual fingers with soft-tips grasping and manipulating an object"Advanced Robotics. Vol. 16, No. 2. 123-145 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Arimoto, Z. Doulgeri, P.T.A. Nguyen and J. Fasoulas: "Stable pinching by a pair of robot fingers with soft tips under the effect of gravity"Robotics. Vol. 20, No. 3. 241-249 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tahara, M. Yamaguchi, J.-H. Bae, S. Nakamura, and S. Arimoto: "Experimental results on dynamic stable grasping by a pair of robot fingers with soft tips"Proc. Of the 2002 Japan-USA Symp. On Flexible Automation. 14-19. 791-797 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Arimoto: "Can Newtonian mechanics explicate why and how babies (or robots) acquire dexterous hand motion?"Proc. Of the 8th IEEE Int. Conf. on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR 2002). 2-5. 129-136 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Arimoto, J.-H. Bae and K. Tahara: "Dynamic stable pinching by a pair of robot fingers"Proc. Of 2nd IFAC Conf. on Mechatronic Systems. 9-11. 731-736 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Arimoto, K. Tahara, J.-H. Bae, and M. Yoshida: "A stability theory on a manifold: concurrent realization of grasp and orientation control of an object by a pair of robot finger"Robotica. Vol. 21, No. 2. 163-178 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Arimoto, J.-H. Bae, and K. Tahara: "Stability on a manifold: simultaneous realization of grasp and orientation control of an object by a pair of robot fingers"To be published in Proc. Of the 2003 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation. 12-17. (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Arimoto: "Dynamic force/torque closure for 2D and 3D objects by means of rolling contacts with robot fingers"To be published in Proc. Of the Int. Conf. on Robotics, Intelligent Systems and Signal Processing (ICRISSP 2003). 19-25. (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.Doulgeri, J.Fasoulas, S.Arimoto: "Feedback control for object manipulation by a pair of soft tip fingers"Robotica. 20. 1-11 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] P.T.A.Nguyen, S.Arimoto: "Learning motion of dexterous manipulation for a pair of multi-DOF fingers with soft-tips"Asian Journal of Control. 4. 11-20 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Z.Doulgeri, S.Arimoto: "A position/force control for a robot finger with soft tip and uncertain kinematics"Journal of Robotic Systems. 19. 115-131 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] P.T.A.Nguyen, S.Arimoto: "Dexterous manipulation of an object by means of multi-DOF robotic fingers with soft tips"Journal of Robotic Systems. 19. 349-362 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] P.T.A.Nguyen, S.Arimoto: "Computer simulation of controlled motion of dual fingers with soft-tips grasping and manipulating an object"Advanced Robotics. 16. 123-145 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Arimoto, Z.Doulgeri, P.T.A.Nguyen, J.Fasoulas: "Stable pinching by a pair of robot fingers with soft tips under the effect of gravity"Robotica. 20. 241-249 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Arimoto, K.Tahara, J.-H.Bae, M.Yoshida: "A stability theory on a manifold : concurrent realization of grasp and orientation control of an object by a pair of robot fingers"Robotica. 21. (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 有本 卓: "新版 ロボットの力学と制御"朝倉書店. 222 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H-Y Han, S.Arimoto, K.Tahara, M.Yamaguchi, P.T.A.Nguyen: "Robotic pinching by means of a pair of soft fingers with sensory feedback"2001 IEEE International Conference on Robotics & Automation. 97-102 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] P.T.A.Nguyen, S.Arimoto: "Performance of pinching motions of two multi-DOF robotic fingers with soft-tips"2001 IEEE International Conference on Robotics & Automation. 2344-2349 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Arimoto, K.Tahara, M.Yamamoto: "Existence of feedbacks from sensing to action for stable grasping and dextercus manipulation by multi-fingered robot hands"2001 IEEE International Conference on Robotics & Automation. 524-529 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Z.Doulgeri, I.Fasoulas, S.Arimoto: "Feedback control for object manipulation by a pair of soft tip fingers"Robotica. Vol.20 Part1. 1-11 (2002)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] P.T.A.Nguyen, S.Arimoto: "Learning motion of dexterous manipulation for a pair of multi-DOF fingers with soft-tips"Asian Journal of Control. Vol.4 No.1. 1-10 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Arimoto, Z.Doulgeri, P.T.A.Nguyen, J.Fasoulas: "Stable pinching by a pair of robot fingers with soft tips under the effect of gravity"Robotica. Vol.20(印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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