| 研究課題/領域番号 |
20H02114
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
山田 陽滋 名古屋大学, 工学研究科, 名誉教授 (90166744)
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| 研究分担者 |
秋山 靖博 信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (00610536)
磯貝 善蔵 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 病院, 副院長 (20285208)
岡本 正吾 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10579064)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
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| キーワード | Fail-safe / Dummy finger / Minor injury / Contact motion / Runaway space / Worst-case conditions / Momentum control / クランプシナリオ / 運動量観測器 / 傷害指標 / フェイルセーフ / 接触運動 / 運動量制御 / ダミー指 / ハザード事象発生確率 / 単位面積当たりの供給エネルギー / ヒト指ダミー / FS接触運動空間 / CRANE-X7 / 故障検出 / フェールセイフ接触運動 / 単一故障暴走空間 / 指背部 / 機械インピーダンス / ロボティクス / 安全 / 制御戦略 / 最悪条件 / 接触 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
単一故障検出が可能な、自由度を持たないロボットが暴走した場合、その手先のツール先端がフェイルセーフに人間と接触運動を維持できる運動空間「フェイルセーフ（FS）接触運動空間」を提案し、有効性の検証を行う。人間ロボット協働系において、ロボットとの干渉観点の人間の手指が、ロボット暴走時に衝突した場合を対象とする。FS接触運動空間内で衝突した場合の軽傷レベルの傷害鑑定を医師に委ね、ブタ皮膚片から始めてヒト皮膚片を貼付したダミー指を利用する。FS接触運動空間が適用可能なマニピュレータの運動条件を明らかにしながら、ダミー指上で暴走状態にあるロボットからのダメージを観察し、軽傷レベルの傷害重篤度を見積もる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、単一故障検出が可能な冗長自由度を持たないロボットが暴走した場合でも、手のツール先端が人間との接触運動をフェイルセーフに維持できる運動空間、フェイルセーフ（FS）接触運動空間を提案し、FSの有効性と限界を論じた。人間-ロボット協調システムにおいて、統計的にロボットとの接触頻度が最も高い人間の手が、最悪の条件でロボットに衝突する場合を実証実験の対象とした。本研究では、FS接触運動空間が適用できるマニピュレータにおいて、ロボットとの接触による運動量を軽傷レベルの人肌の重篤度までに抑えるための接触運動制御手法を明らかにし，ダミー指にてこの制御手法の有用性を検証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
While previous industrial robots could not perform tasks that require continuous contact with the human body, a human and a robot form a cooperative system, contact with the human will be allowed without fear of runaway, and thus the availability of the robot is expected to be extremely high.
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