Small sized force/torque sensors for robotic arms and hands

• 研究課題/領域番号: 15K21443
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム; 知能ロボティクス
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: シュミッツ アレクサンダー 早稲田大学, 理工学術院, 准教授(任期付) (30729455)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: Tactile Sensor / Force Sensor / F/T sensors / F/T Sensors

研究成果の概要

本研究では容量型かつホール効果計測に基づく触覚センサーを開発し、ロボットハンドに実装した。主要な新規性としては、小型でソフトな形状の３力軸センサー（X.Y.X軸）を可能した点である。加えて、容量型６軸力トルクセンサーが実装されている。また必要最低限のワイヤですべてのセンサーが統合できる。さらに、巧みなハンド操作を目指す研究も実施した。

研究成果

• [国際共同研究] The Queen Mary University of London/School of Electronic Eng. & Comp. Sci.(英国)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Covering a Robot Fingertip With uSkin: A Soft Electronic Skin With Distributed 3-Axis Force Sensitive Elements for Robot Hands (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomo Tito Pradhono、Schmitz Alexander、Wong Wai Keat、Kristanto Harris、Somlor Sophon、Hwang Jinsun、Jamone Lorenzo、Sugano Shigeki
  • 雑誌名: IEEE Robotics and Automation Letters 巻: 3 号: 1 ページ: 124-131
  • DOI: 10.1109/lra.2017.2734965
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Design and Characterization of a Three-Axis Hall Effect-Based Soft Skin Sensor (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomo, T.P., Somlor, S., Schmitz, A., Jamone, L., Huang, W., Kristanto, H. and Sugano, S.
  • 雑誌名: Sensors 巻: 16 (4) 号: 4 ページ: 1-11
  • DOI: 10.3390/s16040491
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Novel Tri-axial Capacitive-Type Skin Sensor (2015)
  • 著者名/発表者名: Somlor, S., Hartanto, R.S., Schmitz, A. and Sugano, S.
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 29 (21) 号: 21 ページ: 1375-1391
  • DOI: 10.1080/01691864.2015.1092394
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] First Results of Tilted Capacitive Sensors to Detect Shear Force (2015)
  • 著者名/発表者名: Somlor, S., Schmitz, A., Hartanto, R.S. and Sugano S.
  • 雑誌名: Procedia Computer Science 巻: 76 ページ: 101-106
  • DOI: 10.1016/j.procs.2015.12.289
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Development of a Capacitive-type 6-axis Force-Torque Sensor (2017)
  • 著者名/発表者名: Somlor, S., Schmitz, A., Jinsun, H., Tomo, T.P., Sugano, S.
  • 学会等名: IEEE Sensors Conference 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 柔軟性を有する分散型3軸触覚センサの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 黄 偉傑, 黄 振善, Harris Kristanto, Tito Pradhono Tomo, Sophon Somlor, Alexander Schmitz, 菅野 重樹
  • 学会等名: 第１７回ＳＩＣＥシステムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2016-12-15
• [学会発表] SNR Modeling and Material Dependency Test of a Low-cost and Simple to Fabricate 3D Force Sensor for Soft Robotics (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomo, T.P., Wong, W.K., Schmitz, A., Kristanto, H., Somlor, S., Hwang, J., Sugano, S.
  • 学会等名: IEEE/SICE International Symposium on System Integration
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2016-12-13
  • 国際学会
• [学会発表] A Modular, Distributed, Soft, 3-Axis Sensor System for Robot Hands (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomo, T.P., Wong, W.K., Schmitz, A., Kristanto, H., Sarazin, A., Jamone, L., Somlor, S., Sugano, S.
  • 学会等名: IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 2016-11-15
  • 国際学会
• [学会発表] A Study of Artificial Fingertip Designs and Their Influences on Performing Stable Prehension for Multi-Fingered Robot Hands (2016)
  • 著者名/発表者名: Or, K., Morikuni, S., Ogasa, S., Funabashi, S., Schmitz, A., Sugano, S.
  • 学会等名: IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 2016-11-15
  • 国際学会
• [学会発表] Position-Force Combination Control with Passive Flexibility for Versatile In-Hand Manipulation Based on Posture Interpolation (2016)
  • 著者名/発表者名: Or, K., Tomura, M., Schmitz, A., Funabashi, S., Sugano, S.
  • 学会等名: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: Daejeon, Korea
  • 年月日: 2016-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] 能動柔軟性と受動柔軟性による様々な物体の適応的な操りを目指したロボットハンドシステムの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: Funabashi, S., Tomura, M., Or, K., Schmitz, A., Sugano, S.
  • 学会等名: 34th Annual Conference of the Robotics Society of Japan
  • 発表場所: Yamagata, Japan
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] Development of Robotic Fingertip Morphology for Enhanced Manipulation Stability (2016)
  • 著者名/発表者名: Or, K., Schmitz, A., Funabashi, S., Tomura, M., Sugano, S.
  • 学会等名: IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
  • 発表場所: Banff, Canada
  • 年月日: 2016-07-12
  • 国際学会
• [学会発表] Achievement of In-hand Manipulation by Interpolation Control with Soft Skin (2016)
  • 著者名/発表者名: Funabashi, S., Tomura, M., Or, K., Schmitz, A., Sugano, S.
  • 学会等名: Robotics and Mechatronics Conference (Robomech)
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2016-06-08
• [学会発表] Interpolation Control Posture Design for In-Hand Manipulation (2015)
  • 著者名/発表者名: Or, K., Tomura, M., Schmitz, A., Funabashi, S. and Sugano, S.
  • 学会等名: IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII 2015)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-12-11
  • 国際学会
• [学会発表] Feature Extraction by Deep Learning for Improved In-Hand Manipulation (2015)
  • 著者名/発表者名: Funabashi, S., Sato, T., Schmitz, A., Sugano, S.
  • 学会等名: 6th International Conference on Advanced Mechatronics (ICAM2015)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-12-05
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a Hall-Effect Based Skin Sensor (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomo, T.P, Somlor, S., Jamone, L., Schmitz, A., Hashimoto, S. and Sugano, S.
  • 学会等名: IEEE SENSORS Conference 2015 (52% acceptance rate)
  • 発表場所: Busan, South Korea
  • 年月日: 2015-11-01
  • 国際学会
• [学会発表] Robust In-Hand Manipulation of Variously Sized and Shaped Objects (2015)
  • 著者名/発表者名: Funabashi, S., Schmitz, A., Sato, T., Somlor, S., Sugano, S.
  • 学会等名: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2015)
  • 発表場所: Hamburg, Germany
  • 年月日: 2015-09-29
  • 国際学会
• [学会発表] A Haptic Interface with Adjustable Stiffness Using MR Fluid (2015)
  • 著者名/発表者名: Somlor, S., Aguirre Dominguez, G., Schmitz, A., Kamezaki, M. and Sugano, S.
  • 学会等名: IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM 2015)
  • 発表場所: Busan, South Korea
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会
• [備考] Position-Force Combination Control with Passive
  • URL: http://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/humanoids/video-friday-iros-2016-part-2
• [産業財産権] 身体部位接触力センサ (2017)
  • 発明者名: シュミッツ アレクサンダー 他
  • 権利者名: 早稲田大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-009422
  • 出願年月日: 2017-01-23
• [産業財産権] 近接触覚センサ (2016)
  • 発明者名: シュミッツ アレクサンダー 他
  • 権利者名: 早稲田大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-136574
  • 出願年月日: 2016-07-11
• [産業財産権] 多軸力センサ (2015)
  • 発明者名: シュミッツ ソムロア ハルタント 菅野
  • 権利者名: 早稲田大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-04-20
  • 外国