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人の行動理解に基づく人とロボットの協調動作の実現

研究課題

研究課題/領域番号 19K04263
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
研究機関同志社大学

研究代表者

伊藤 彰人  同志社大学, 理工学部, 教授 (60516946)

研究分担者 辻内 伸好  同志社大学, 理工学部, 教授 (60257798)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード慣性センサ / 運動計測 / 協調制御 / モーションコントロール / ロボット / 協調作業
研究開始時の研究の概要

今後のロボットの発展を考えた場合,ロボットが常に変化する周りの環境や人の動作から,人の動きの意図を読み取り,自身の動作を決定し,人と協調作業を行う必要がある.そこで,本研究は,慣性センサを用いた人の上腕の運動計測システムを開発することで作業空間内での人の手指の動きを正確に計測し,その計測結果から人の意図を抽出することにより人とロボットの協調作業を実現する.

研究成果の概要

産業ロボットにおいても,ISOの安全基準の改正により,基準を満たせば安全柵のない状況で人の作業を補助し,人と同じ空間で動作するロボットが実現可能になっている.今後,ロボットは常に変化する周りの環境や人の動作から,人の動きの意図を読み取り,自身の動作を決定し,人と協調作業を行う必要がある.そこで,本研究では,カメラを用いた計測では死角になり計測できなかった手指の運動を慣性センサを用いた手指運動計測システムを開発することで計測し,人の手指の動作識別を行い,人の作業の進捗状況を把握した.その情報を基に,ロボットの動作させることで協調作業を実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

Connected Industriesやインダストリー4.0のコンセプトでのスマート工場では,人と機械・システムが協働・協調することが求められる.そのためには,ロボットに人の動きを把握させ,積極的に活用することが求められる.本成果により,ロボットが協働する人の手指動作を計測する際の技術的な障壁を解決することができ,人の意図を把握し,柔軟に動きを決定する状況に応じた人とロボットの協調作業実現に向けた第一歩となる.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Analysis of Dexterity Motion by Singular Value Decomposition for Hand Movement Measured Using Inertial Sensors2021

    • 著者名/発表者名
      K.Kitano, A.Ito, N.Tsujiuchi
    • 学会等名
      43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 紐状柔軟物体モデルの構築と実機を用いたモデルの精度評価2021

    • 著者名/発表者名
      平山泰寛,辻内伸好,伊藤彰人,渥美航
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 慣性センサによる手首推定位置に基づいたロボット遠隔教示システムの構築2021

    • 著者名/発表者名
      松岡大成,辻内伸好,伊藤彰人,安田和磨,DavidGonzalez Pomares
    • 学会等名
      日本機械学会Dynamics and Design Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 慣性センサによる手指動作計測結果に対する特異値分解と階層型クラスタリングを用 いた手指巧緻性の解析2021

    • 著者名/発表者名
      北野敬祐,伊藤彰人,辻内伸好
    • 学会等名
      LIFE2020-2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 慣性センサによるヒトの関節位置を考慮した上体運動計測モデルの構築2021

    • 著者名/発表者名
      三間郭凱,伊藤彰人,辻内伸好,北野敬祐,植田慎也
    • 学会等名
      日本機械学会第17回「運動と振動の制御」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 慣性センサによる手指動作計測結果を用いた巧緻性要素の評価2021

    • 著者名/発表者名
      長田伊織,北野敬祐,伊藤彰人,辻内伸好
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第96期定時総会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 筋電信号に基づく手指ピンチ力推定の検証2021

    • 著者名/発表者名
      中内一歩,辻内伸好,伊藤彰人,房士傑
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第96期定時総会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 障害物回避を考慮した冗長マニピュレータのダイレクトティーチング2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤彰人,辻内伸好,今井隆博,浦公平
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Hand Motion Measurement using Inertial Sensor System and Accurate Improvement by Extended Kalman Filter2019

    • 著者名/発表者名
      K.Kitano, A.Ito, and N.Tsujiuchi
    • 学会等名
      41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マニピュレータに対する3Dカメラの空間認識を使用したRRT経路計画法2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤彰人,辻内伸好,友田大暉
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡張カルマンフィルタを用いた慣性センサによる手指運動計測2019

    • 著者名/発表者名
      北野敬祐,伊藤彰人,辻内伸好
    • 学会等名
      LIFE2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボットによる操作のための紐状柔軟物体のモデル構築とシミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      渥美航,伊藤彰人,辻内伸好
    • 学会等名
      The 38th JSST Annual International Conference on Simulation Technology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 慣性センサを用いた上体運動計測モデルの構築2019

    • 著者名/発表者名
      植田慎也,伊藤彰人,辻内伸好,北野敬祐
    • 学会等名
      日本機械学会第16回「運動と振動の制御」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 慣性センサによる手指モデルの構築2019

    • 著者名/発表者名
      長田伊織,北野敬祐,伊藤彰人,辻内伸好
    • 学会等名
      日本機械学会第16回「運動と振動の制御」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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