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熱・水・風を放出制御できるロボットハンドを活用したウェットヒート柔軟物整形

研究課題

研究課題/領域番号 21K19790
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関金沢大学

研究代表者

渡辺 哲陽  金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (80363125)

研究分担者 山崎 公俊  信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00521254)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードロボットハンド / マニピュレーション / 柔軟物 / 布・紙 / 摩擦制御 / 表面水分制御 / 表面洗浄 / ウェットヒート
研究開始時の研究の概要

紙に水を振りかけて,紙を柔らかくすることで,不要なしわを減らし折り目をきれいに仕上げるWet Foldingという手法がある.この手法を拡張し,ロボットハンドの指先に熱・水・風を放出できる機構を搭載する.高温水蒸気などの熱・水・風を活用して,しわ取りや折り目をつける等,対象となる柔軟体の特性(硬さ等)を変えながら望みの形状へと柔軟物を整形する,これまでにない新しいロボットによる柔軟物整形マニピュレーション手法の確立に挑む.

研究成果の概要

紙に水を振りかけて,紙を柔らかくすることで,不要なしわを減らし折り目をきれいに仕上げるWet Foldingという手法がある.この手法を拡張し,ロボットハンドの指先に熱・水・風を放出できる機構を搭載する.高温水蒸気などの熱・水・風を活用して,しわ取りや折り目をつける等,対象となる柔軟体の特性(硬さ等)を変えながら望みの形状へと柔軟物を整形する,これまでにない新しいロボットによる柔軟物整形マニピュレーション手法の確立に挑んだ.Wet Folding機能を有するロボットハンドの開発,ならびに柔軟物を操作する際に生じる不要な折れ曲がりやしわを解消するような機構と動作方法の開発を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来手法では,対象となる物体の特性(硬さや濡れなど)を変えながら物体操作を行うことは考えられていない.しかしながら,日常生活においては,紙や布等のしわを取り除いて整頓する,など,その特性を変えながら操作される柔軟物は多い.人の場合,アイロンや霧吹きという道具を用いて対象物体の特性を変化させているが,簡単な道具の操りをやっとできる程度の機能しか持たない現状のロボットにとって,対象の特性を変えながらの物体整形は実現が困難な未探索・未開拓の問題と言える.本研究ではこの未探索・未開拓に挑み,特性を変えながら物体を操作する新しい方法論の実現に取り組んだ.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (21件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] A Pair of End-Effectors for Unfold-to-Fold a Fabric by Dual-Arm Manipulation*2023

    • 著者名/発表者名
      Fujihara Shunji、Yoshioka Yuta、Yamazaki Kimitoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of 2023 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO)

      巻: - ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/robio58561.2023.10354564

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flexible and Slim Device Switching Air Blowing and Suction by a Single Airflow Control2023

    • 著者名/発表者名
      Nojiri Seita、Nishimura Toshihiro、Tadakuma Kenjiro、Watanabe Tetsuyou
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 8 号: 5 ページ: 2637-2644

    • DOI

      10.1109/lra.2023.3254465

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An End-Effector for Pinch and Slide Unfolding Using a Protruding Passive Rotation Mechanism2022

    • 著者名/発表者名
      Fujihara Shunji、Yamazaki Kimitoshi、Watanabe Tetsuyou
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)

      ページ: 882-887

    • DOI

      10.1109/icma54519.2022.9856216

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soft Robotic Hand With Finger-Bending/Friction-Reduction Switching Mechanism Through 1-Degree-of-Freedom Flow Control2022

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Toshihiro、Shimizu Kensuke、Nojiri Seita、Tadakuma Kenjiro、Suzuki Yosuke、Tsuji Tokuo、Watanabe Tetsuyou
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 7 号: 2 ページ: 5695-5702

    • DOI

      10.1109/lra.2022.3157964

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibration Control for Pivoting by Robot Hand Equipped with CAVS and FingerVision2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yoshiyuki、Yamaguchi Akihiko、Nojiri Seita、Watanabe Tetsuyou、Hashimoto Koichi
    • 雑誌名

      Proceedings - 2021 5th IEEE International Conference on Robotic Computing, IRC 2021

      巻: - ページ: 18-26

    • DOI

      10.1109/irc52146.2021.00010

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 布生地の展開および折り畳み操作のための一対のエンドエフェクタ2023

    • 著者名/発表者名
      藤原 俊史,吉岡 優太,山崎公俊
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2023論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ウェットフォールディング操作が可能なロボットグリッパの開発2023

    • 著者名/発表者名
      小澤優生、西村斉寛、鈴木陽介、辻徳生、渡辺哲陽
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2023論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 流動方向変換アクチュエータによる荷重・ひずみ計測2023

    • 著者名/発表者名
      野尻晴太、西村斉寛、多田隈建二郎、渡辺哲陽
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2023論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 複数搭載に向けた吸引・放出デバイスの小型化2023

    • 著者名/発表者名
      米田悠人、野尻晴太、西村斉寛、渡辺哲陽
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2023論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 音響式柔軟触覚センサの開発2023

    • 著者名/発表者名
      野尻晴太、西村斉寛、多田隈建二郎、渡辺哲陽
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 凍結把持が可能なジャミング・吸着グリッパの開発2023

    • 著者名/発表者名
      柳澤拓馬, 西村斉寛, 渡辺哲陽
    • 学会等名
      ロボティクスシンポジア論文集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ウェットフォールディング機能をもつロボットハンドの開発2022

    • 著者名/発表者名
      小澤優生、西村斉寛、渡辺哲陽
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022論文集
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 突起状回転体を有する挟み込み式ハンドを用いた布生地の摘み滑り展開2022

    • 著者名/発表者名
      藤原俊史、山崎公俊、渡辺哲陽
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022論文集
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 生活支援ロボットのための布の吸着が可能な柔軟吸着パッドの開発2022

    • 著者名/発表者名
      野尻晴太、西村斉寛、多田隈建二郎、渡辺哲陽
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022論文集
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 摩擦可変機能を有する1自由度ソフトロボットハンドの開発―流路切替機構の解析と検証―2022

    • 著者名/発表者名
      西村斉寛、清水健介、野尻晴太、多田隈建二郎、鈴木陽介、辻徳生、渡辺哲陽
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022論文集
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 布生地の展開および折り畳み操作のための一対のエンドエフェクタ2022

    • 著者名/発表者名
      藤原俊史,吉岡優太,山崎公俊
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022論文集
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 双腕ロボットシステムを用いた異種矩形布生地の操作2022

    • 著者名/発表者名
      栗林祐介,吉岡優太,呉天鋮,恩田佳祐,山崎隆広,高瀬裕,Solvi Arnold,山崎公俊
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022論文集
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 流量で制御可能な分岐弁を用いた摩擦可変機構を有する空圧駆動ソフトロボットハンド2022

    • 著者名/発表者名
      清水健介,西村 斉寛,野尻 晴太,多田隈 建二郎,鈴木 陽介,辻 徳生,渡辺 哲陽
    • 学会等名
      第27回ロボティクスシンポジア
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 突起構造に基づく3Dプリント可能な透明摩擦可変表面の開発2021

    • 著者名/発表者名
      野尻 晴太,山口 明彦,鈴木 吉幸,鈴木 陽介,辻 徳生,渡辺 哲陽
    • 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
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CAVSとFingerVisionを利用したインハンド回転操作2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木吉幸,山口明彦,野尻晴太,渡辺哲陽,橋本浩一
    • 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
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 液体滲出により摩擦制御可能な表面を備えた柔軟多関節ロボットハンドの開発2021

    • 著者名/発表者名
      清水健介,水島歌織,鈴木 陽介,辻 徳生,渡辺 哲陽
    • 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
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 突起の摩擦特性の違いを利用した摩擦可変表面の開発2021

    • 著者名/発表者名
      野尻 晴太,山口 明彦,鈴木 吉幸,鈴木 陽介,辻 徳生,渡辺 哲陽
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CAVS+FingerVision搭載ハンドによるピボット操作のための振動制御2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木吉幸,山口明彦,野尻晴太,渡辺哲陽,橋本浩一
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] FBGセンサを活用した布地上のStick Slipとその方向検出2021

    • 著者名/発表者名
      堀内 優輝,野尻 晴太,倉又 菜津子,西村 斉寛,渡辺 哲陽
    • 学会等名
      第22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
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 接触サポートのための負圧と正圧を発生可能な吸盤の開発2021

    • 著者名/発表者名
      野尻 晴太,西村 斉寛,多田隈 建二郎,渡辺 哲陽
    • 学会等名
      第22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
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 摩擦・温度・湿度可変な薄いフレキシブル機構2021

    • 著者名/発表者名
      倉又 菜津子,野尻 晴太,堀内 優輝,西村 斉寛,渡辺 哲陽
    • 学会等名
      第22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
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] 吸盤2021

    • 発明者名
      渡辺哲陽,西村斉 寛,野尻晴太,多田隈建二郎
    • 権利者名
      渡辺哲陽,西村斉 寛,野尻晴太,多田隈建二郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-202904
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] サポータ2021

    • 発明者名
      渡辺哲陽,西村斉 寛,野尻晴太,倉又奈津子,多田隈建二
    • 権利者名
      渡辺哲陽,西村斉 寛,野尻晴太,倉又奈津子,多田隈建二
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-202900
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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