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近接覚・すべり覚に基づくロボットハンドの知能化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J10533
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 知能機械学・機械システム
研究機関電気通信大学

研究代表者

小山 佳祐  電気通信大学, 情報理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード接触検知センサ / 近接覚に基づく把持制御 / 高速・ソフトタッチでの把持 / Time-to-contact / 物体表面の変形検出 / 柔らかさ識別
研究実績の概要

本研究は未知物体を高速に把持する知的ハンドの開発を目的としている.物体の位置・姿勢や形状に沿って指先配置を調整するために近接覚センサを使用し,重量や摩擦係数,柔らかさ等に応じた把持力・位置調整を実現するために触・すべり覚センサを用いる.
本年度は,近接覚センサを用いた指先の位置制御を接触状態に拡張するために,1)高感度接触検知センサの開発し,2)接触検知・近接覚センシングに基づく把持制御を実現した.
従来用いていた触・すべり覚センサは,耐久性向上のためにゴムカバーを張り付けていたが,これが接触検知感度を減少させるため,正確な接触タイミング検知が困難であり,近接覚センシングを接触後も続けることを難しくしていた.そこで,ゴムカバーと検出素子が一体となった1)のセンサを開発した.これは光導波式のセンサであり,透明ゴム表面に物体が接触した際に生じる光の乱反射を利用して接触を検知する.本センサはカバーの厚さ・柔らかさと接触力の検出感度を両立できる利点がある.実験により,6g重以下の力で接触を検知でき,また指先曲面に実装した場合においても接触検知センサとして機能することを確認した.
高感度接触検知センサを3指多自由度ハンドに実装し,木製,ぬいぐるみ等の硬さの異なる物体に対し2)による把持実験を行った.この結果いずれの対象物においても接触後に指先のゴムカバーまたは物体表面が変形することにより近接覚センサの出力が変化するため,把持位置の調整が可能であった.以上より,高感度接触検知センサと近接覚センサの組み合わせにより,物体の形状,位置,姿勢,柔らかさに応じた高速な把持制御を実現した.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 指先に光学式近接覚センサを備えた多指ハンドによる同時接触での把持(物体表面の反射率推定とセンサ出力の補正)2016

    • 著者名/発表者名
      小山佳祐 ,鈴木陽介 ,明愛国 ,下条誠
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 82 号: 833 ページ: 15-00366-15-00366

    • DOI

      10.1299/transjsme.15-00366

    • NAID

      130005121242

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 指先に近接覚センサを備えたロボットハンドによるプリグラスプ制御2015

    • 著者名/発表者名
      小山佳祐,鈴木陽介,明愛国,下条誠
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 33 号: 9 ページ: 712-722

    • DOI

      10.7210/jrsj.33.712

    • NAID

      130005114142

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Net-Structure Proximity Sensor: High-Speed and Free-Form Sensor With Analog Computing Circuit2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Hasegawa, Yosuke Suzuki, Aiguo Ming, Keisuke Koyama, Masatoshi Ishikawa, and Makoto Shimojo
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: 20 号: 6 ページ: 3232-3241

    • DOI

      10.1109/tmech.2015.2417555

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Integrated Control of a Multi-fingered Hand and Arm using Proximity Sensors on the Fingertips2016

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Koyama
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) 2016
    • 発表場所
      Stockholm Waterfront Congress Center (Stockholm, Sweden)
    • 年月日
      2016-05-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Grasping Control Based on Time-To-Contact Method for a Robot Hand Equipped with Proximity Sensors on Fingertips2015

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Koyama
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) 2015
    • 発表場所
      Congress Center Hamburg (Hamburg, Germany)
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Grasping Strategy for Moving Object using Net-Structure Proximity Sensor and Vision Sensor2015

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Suzuki
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) 2015
    • 発表場所
      e Washington State Convention & Trade Center (Seattle, USA)
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 指先近接覚センサを用いた未知形状にならうRCサーボを用いたモジュール型ロボットハンド2015

    • 著者名/発表者名
      久松 和樹
    • 学会等名
      ロボティクスメカトロニクス講演会2015
    • 発表場所
      京都市勧業館「みやこめっせ」(京都)
    • 年月日
      2015-05-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 下条研究室HP

    • URL

      http://www.rm.mce.uec.ac.jp/sj/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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