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近接覚を備えた高速ロボットによるインハンドマニピュレーションの研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K18129
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61050:知能ロボティクス関連
研究機関大阪大学 (2019-2021)
東京大学 (2018)

研究代表者

小山 佳祐  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (20817415)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード近接覚センサ / インハンドマニピュレーション / 回転操作 / 高速ロボット / 機械学習
研究成果の概要

製品の自動組立作業を効率良く実施するためには,ピックアップした部品を手の中で姿勢変更する技術が必要である.本研究では,ロボットハンドで把持した物体の高速な回転操作の実現を目的とし,①省配線,小型,高精度な近接覚センサの開発と②高速センサフィードバックを利用した操作戦略を提案した.提案手法を用いることで,リモコンのフタを組み付ける繊細さが求められる作業を実現したほか,配置位置に不確かさが生じやすいセリー飲料の回転操作を実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

今後,工業製品などの組み立てラインでは,作業者の確保が困難となり,一人当たりの作業負担が増加する恐れがある.負担軽減のためには,ロボットによる一部作業の自動化が効果的であるが,ピックアップした様々な形状の部品を目的の姿勢に持ち替えることは未だに難しい.本研究は高速なセンサフィードバックを用いることで,部品を掴んだ状態で確実な姿勢変更を実現する.将来的にヒトの手作業の一部の自動化に貢献する.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (2件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] 高速・高精度近接覚センサの開発と ロボットマニピュレーションへの応用2022

    • 著者名/発表者名
      小山佳祐
    • 雑誌名

      ロボット学会誌(解説論文)

      巻: 40(掲載予定) ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ワンボード・USB給電タイプの高速・高精度近接覚センサの開発とプリグラスプ制御の解析2021

    • 著者名/発表者名
      小山佳祐,堀邊隆介,安田 博,万 偉偉,原田研介,石川正俊
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 39 号: 9 ページ: 862-865

    • DOI

      10.7210/jrsj.39.862

    • NAID

      130008117298

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Proximity Perception in Human-Centered Robotics: A Survey on Sensing Systems and Applications2021

    • 著者名/発表者名
      Stefan Escaida Navarro, Stephan Muhlbacher-Karrer, Hosam Alagi, Hubert Zangl, Keisuke Koyama, Born Hein, Christian Duriez, Joshua R. Smith
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Robotics

      巻: Early Access 号: 3 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1109/tro.2021.3111786

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Speed, Small-Deformation Catching of Soft Objects Based on Active Vision and Proximity Sensing2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Koyama, Kenichi Murakami, Taku Senoo, Makoto Shimojo and Masatoshi Ishikawa
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 4 号: 2 ページ: 578-585

    • DOI

      10.1109/lra.2019.2891091

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-Speed High-Precision Proximity Sensor for Detection of Tilt, Distance, and Contact2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Koyama, Makoto Shimojo, Taku Senoo and Masatoshi Ishikawa
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 3 号: 4 ページ: 3224-3231

    • DOI

      10.1109/lra.2018.2850975

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 高速・高精度近接覚センサによる物体表面の反射パラメータ探索とNNモデルを用いた高速化2022

    • 著者名/発表者名
      山下智史,小山佳祐,万 偉偉,原田研介
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2022 in Sapporo,
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 精度キャリブレーション・モデルによる近接覚センサの高速 NN 二段階:「2021

    • 著者名/発表者名
      北村凌,小山佳祐,万 偉偉,原田研介
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2021 in Osaka,2A1-7
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 触覚機能を内包する高速・高精度近接覚センサ-拡散・鏡面反射面の測距・測角と反射パラメータ推定-2021

    • 著者名/発表者名
      小山佳祐,万 偉偉,原田研介
    • 学会等名
      第39回日本ボット学会学術講演会,2F1-02
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 「ハードウェア開発から始める触・近接覚センサベースド・マニピュレーション」,マニピュレーションのための触覚・力覚センサ技術2021

    • 著者名/発表者名
      小山佳祐
    • 学会等名
      SICE SI部門 マニピュレーション部会,マニピュレーション 冬の学校(2021),
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二段階NNモデルによる近接覚センサの高速・高精度キャリブレーション2021

    • 著者名/発表者名
      北村凌,小山佳祐,万偉偉,原田研介
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 触覚機能を内包する高速・高精度近接覚センサ2020

    • 著者名/発表者名
      小山佳祐,黒田和樹,万偉偉,原田研介
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2020 in Kanazawa
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 近接覚センサを用いたプリグラスプ制御の過渡応答と安定性の解析2020

    • 著者名/発表者名
      小山佳祐,下条誠,万偉偉,原田研介
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2020 in Kanazawa
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 近接覚センサを含むデプスセンサの開発状況とロボット応用2020

    • 著者名/発表者名
      小山佳祐
    • 学会等名
      第26回画像センシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-speed, Small-deformation Catching of Soft Objects based on Active Vision and Proximity Sensing2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Koyama, Kenichi Murakami, Taku Senoo, Makoto Shimojo and Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      2019 IEEE/RAS International Conference on Robotics and Automation (ICRA)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 触覚機能を内包する高速・高精度近接覚センサ―第三報:Super tactile-based active touchによる薄板部品の高速・低反力挿入―2019

    • 著者名/発表者名
      小山佳祐,妹尾拓,下条誠,石川正俊
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2019(ROBOMECH2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Reactive Control for High-Speed Grasping Using Optical Proximity Sensors2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Koyama
    • 学会等名
      2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS, 1st Workshop on Proximity Perception in Robotics, Mo-WS20)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-Speed High-Precision Proximity Sensor for Detection of Tilt, Distance, and Contact2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Koyama, Makoto Shimojo, Taku Senoo and Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 触覚機能を内包する高速・高精度近接覚センサー第2報:柔軟物を潰さずに高速キャッチするための視覚・近接覚制御の提案-2018

    • 著者名/発表者名
      小山佳祐, 村上健一,妹尾拓,下条誠, 石川正俊
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 高速・高精度近接覚センサを用いた紙風船キャッチ (2018-)

    • URL

      http://www.k2.t.u-tokyo.ac.jp/fusion/prox1/index-j.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 高速視覚・近接覚を用いたマシュマロキャッチ (2018-)

    • URL

      http://www.k2.t.u-tokyo.ac.jp/fusion/vision_proximity1/index-j.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 近接覚センサ2020

    • 発明者名
      小山佳祐
    • 権利者名
      小山佳祐
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-084273
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] ロボットハンド、ロボットハンドの制御装置、およびロボットシステム2019

    • 発明者名
      小山佳祐
    • 権利者名
      小山佳祐
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-095392
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] アレイ型近接覚センサ2019

    • 発明者名
      小山佳祐
    • 権利者名
      小山佳祐
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-106937
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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