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筋骨格冗長システムによる自然な動作の実現とロボットへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 18760205
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関九州大学 (2007)
独立行政法人理化学研究所 (2006)

研究代表者

田原 健二  九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 特任准教授 (80392033)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2007年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2006年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード筋骨格モデル / 冗長性 / リーチング動作 / 仮想バネ・ダンパー仮説 / 安定把持 / Opposition / ブラインドタッチ / 非ホロノミック拘束
研究概要

昨年度から行っていた,2本指筋骨格冗長モデルによる,物体の動的安定把持に関する研究について,物体の安定把持および位置・姿勢の制御を行う制御則を提案し,多様体上の安定論を用いることで,これらの収束性の証明を行った.これらの内容は,日本ロボット学会誌に掲載された.
また,柔軟指先を有する拇指ロボットモデルによるブラインドタッチについて,昨年度においてモデル化を行っていた3次元柔軟回転接触拘束モデルを,より一般的な表現にすることで,拡張性を向上させた.また,これまでのPTPによる接触力・位置の同時制御だけでなく,目標が時間軌道として与えられた場合について,指先が柔軟で,かつ非ホロノミックな3次元回転拘束の存在下においても,作業空間における繰返し学習制御を導入することにより,作業平面と指先接触面における接触力・位置の同時軌道追従が行えることを示した.これらの結果は第25回日本ロポット学会学術講演会で発表し,また,ICRA2008においてAcceptとなっている.
さらに,これまでの栂指ロボット1本に加えて,2本の対向指を加えた3本指による物体の動的把持のモデル化を行い,シミュレーションによってその有効性を確認した.3本目の指を導入することにより,対向軸回りで生じるスピニングを抑えることができ,かつ,物体の位置制御について,2本指で行った場合と比較して,安定領域が広くなり,よりロバストな制御が行えることを確認した.
さらに,根元関節をサドルジョイントとした,5自由度拇指ロボットの実験機を製作し,これまで提案してきた制御則の有効性を実験で確認するべく,そのシステム構築を行った.

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 2本指筋骨格冗長モデルによるピンチング動作2008

    • 著者名/発表者名
      田原健二, 他
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌 26-1

      ページ: 57-67

    • NAID

      10020124477

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 筋骨格冗長指モデルによるピンチング動作の実現2006

    • 著者名/発表者名
      田原健二 他
    • 雑誌名

      第24回日本ロボット学会学術講演会予稿集

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 特異値分解法を用いた筋力と筋音の時間応答解析2006

    • 著者名/発表者名
      高木賢太郎 他
    • 雑誌名

      第21回生体・生理工学シンポジウム論文集

      ページ: 355-358

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] "仮想バネ・ダンパー仮説"に基づいた筋内力と手先粘性の関係に関する考察2006

    • 著者名/発表者名
      田原健二 他
    • 雑誌名

      第49回自動制御連合講演会予稿集

    • NAID

      130004600061

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 栂指ロボットの3次元回転接触を利用した"Blind Touching"の実現2006

    • 著者名/発表者名
      田原健二 他
    • 雑誌名

      第7回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会論文集

      ページ: 1158-1159

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] On control mechanism of human-like reaching movements with musculo-skeletal redundancy2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tahara et al.
    • 雑誌名

      Proc. of 2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems

      ページ: 1402-1409

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Bio-mimetic study on pinching motions of a dual-finger model with synergistic actuation of antagonist muscles2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tahara et al.
    • 雑誌名

      Proc. of 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation

      ページ: 994-999

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Amplitude properties of machanomyogram with stimulation intensity during single twitch contraction produced by electrical stimulation2008

    • 著者名/発表者名
      Y, Ito, et. al.
    • 学会等名
      Int. Symp.Bilogical and Physiological Eng.
    • 発表場所
      Harbin, China
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] On contol forBlind Touchingby human-like thumb robots2007

    • 著者名/発表者名
      K, Tahara, et. al.
    • 学会等名
      Proc. of 2007 IEEE Int. Conf. Robot. Automat.
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] On iterative learning control for simultaneous force/position trajectory tracking by using a 5 d.f.robotic thumb non-holonomic rolling constraint2007

    • 著者名/発表者名
      K, Tahara, et. al.
    • 学会等名
      Proc. of 2007 IEEE Int. Conf. Robot. Automat.
    • 発表場所
      Pasadna, CA
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 柔軟拇指ロボットを用いた繰返し学習による接触力・位置の同時軌道追従制御2007

    • 著者名/発表者名
      田原健二, 他
    • 学会等名
      第25回目本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      千葉工業大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] From Everyday Physics to Human-Like Movements (S. Kawamura and M. Svinin (Eds.)) (Advances in Robot Control)2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tahara et al.
    • 総ページ数
      341
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ssp.isee.kyushu-u.ac.jp/~tahara/index_j.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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