空気圧式剛性可変フィンガを有するバルーン駆動型ロボットハンドの開発

• 研究課題/領域番号: 23760246
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 龍谷大学 (2012-2013); 関西学院大学 (2011)
• 研究代表者: 永瀬 純也 龍谷大学, 理工学部, 助教 (70582245)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 剛性可変 / ロボットハンド / 予測機能制御 / ソフトメカニズム / バルーン / 力制御 / 角度制御 / 表面剛性 / 腱駆動

研究概要

人間と共存する環境におけるロボットハンドにおいては対人環境に対する安全性や親和性が要求される．また，日常生活の支援動作を行う場合は，それらに加えて，器用な操り動作や，柔軟な対象物の把持，および摩擦を利用した動作など，様々なタスクが求められる．そこで本研究では空気圧剛性可変フィンガを有する腱駆動ロボットハンドの開発を行った．本フィンガは，タスクに応じて空気圧を調整することにより表面剛性や摩擦係数を自在に変化可能であり，また，力制御に予測機能制御系を適用することにより，風船のような柔軟物においても，容易に力制御可能なことが実証された．

研究成果

• [雑誌論文] Predictive Functional Control of Tendon-driven Actuator using Pneumatic Balloon (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Nagase, Toshiyuki Satoh, Norihiko Saga and KoichiSuzumori
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing 巻: Vol. 7, No. 4 ページ: 752-762
  • NAID: 130003384445
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predictive Functional Control with Disturbance Observer for Tendon-driven Balloon Actuator (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Nagase, Toshiyuki Satoh, Norihiko Saga and Koichi Suzumori
  • 雑誌名: International Journal of Computer, Information Science and Engineering 巻: Vol.7, No.12 ページ: 627-632
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predictive Functional Control with Disturbance Observer for Tendon-driven Balloon Actuator (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Nagase, Toshiyuki Satoh, Norihiko Saga and Koichi Suzumori
  • 雑誌名: International Journal of Computer, Infor- mation Science and Engineering 巻: 7 ページ: 627-632
  • 査読あり
• [雑誌論文] 柔軟ゴムデバイスを用いた空気圧剛性可変フィンガの予測機能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永瀬 純也,佐藤 俊之,脇元 修一,嵯峨 宣彦,鈴森 康一
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: Vol.48,No.8 ページ: 470-478
  • NAID: 10031007621
  • 査読あり
• [雑誌論文] 空気圧バルーン型腱駆動アクチュエータのモデル予測制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永瀬 純也,佐藤 俊之,嵯峨 宣彦,鈴森 康一
  • 雑誌名: 日本フルードパワーシステム学会論文集 巻: Vol.43, No.2 ページ: 30-38
  • NAID: 10030309955
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and Control of a Multi-Fingered Robotic Hand Using a Pneumatic Tendon-driven Actuator (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya NAGASE, Norihiko SAGA, Toshiyuki SATOH, Koichi SUZUMORI
  • 雑誌名: Journal of Intelligent Material Systems and Structures,Ait 巻: Vol.23, No.3 ページ: 339-346
  • 査読あり
• [雑誌論文] 柔軟ゴムデバイスを用いた空気圧剛性可変フィンガの予測機能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永瀬 純也, 佐藤 俊之, 脇元 修一，嵯峨 宣彦, 鈴森 康一
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: Vol.48 ページ: 470-478
  • NAID: 10031007621
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and Control of a Multi-Fingered Robotic Hand Using a Pneumatic Tendon-driven Actuator (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Nagase
  • 雑誌名: Journal of Intelligent Material Systems and Structures 巻: Vol.23 ページ: 339-346
  • 査読あり
• [雑誌論文] 空気圧バルーン型腱駆動アクチュエータのモデル予測制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永瀬 純也
  • 雑誌名: 日本フルードパワーシステム学会論文集 巻: 第43巻 ページ: 30-38
  • NAID: 10030309955
  • 査読あり
• [雑誌論文] 空気圧剛性可変フィンガを有するバルーン型腱駆動ロボットハンドの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永瀬純也,脇元修一,嵯峨宣彦,鈴森康一
  • 雑誌名: 設計工学 巻: Vol.46, No.9 ページ: 41-47
  • NAID: 10029738100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of variable-stiffness robotic hand using pneumatic soft rubber actuators (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Nagase, Shuichi Wakimoto, Toshiyuki Satoh, Norihiko Saga, Koichi Suzumori
  • 雑誌名: Smart Materials and Structures 巻: Vol.20, No.10 号: 10 ページ: 105015-105015
  • DOI: 10.1088/0964-1726/20/10/105015
  • NAID: 120004873428
  • 査読あり
• [雑誌論文] 空気圧剛性可変フィンガを有するバルーン型腱駆動ロボットハンドの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永瀬 純也
  • 雑誌名: 設計工学 巻: Vol.46 ページ: 41-47
  • NAID: 10029738100
  • 査読あり
• [学会発表] Comparison between PFC and PID Control System for Tendon-driven Balloon Actuator (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Nagase, Kazuki Hamada, Toshiyuki Satoh, Norihiko Saga and Koichi Suzumori
  • 学会等名: Proc. of the 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society(IECON2013)
  • 発表場所: Vienna(Austlia)
  • 年月日: 2013-11-13
• [学会発表] Comparison between PFC and PID Control System for Tendon-driven Balloon Actuator (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Nagase, Kazuki Hamada, Toshiyuki Satoh, Norihiko Saga and Koichi Suzumori
  • 学会等名: 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society(IECON2013)
  • 発表場所: Vienna(Austria)
• [学会発表] Predictive Functional Control System for Stroke Control of a Pneumatic Tendon-driven Balloon Actuator (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Nagase, Toshiyuki Satoh, Norihiko Saga, Koichi Suzumori
  • 学会等名: Proc. of The 19th CISM-IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics, and Control (Romansy 2012)
  • 発表場所: Paris(France)
  • 年月日: 2012-06-13
• [学会発表] Predictive Functional Control System for Stroke Control of a Pneumatic Tendon-driven Balloon Actuator (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Nagase, Toshiyuki Satoh, Norihiko Saga, Koichi Suzumori
  • 学会等名: Proc. of The 19th CISM-IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics, and Control(Romansy2012)
  • 発表場所: Paris(France)
• [学会発表] 空気圧バルーンを用いた腱駆動フィンガの予測機能制御",第12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 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永瀬 純也,佐藤 俊之,嵯峨 宣彦,鈴森 康一
  • 学会等名: 京都府京都市
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2011-12-25
• [学会発表] Predictive functional control of a finger using a pneumatic tendon-driven actuator (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Nagase, Toshiyuki Satoh, Shuichi Wakimoto, Norihiko Saga, Koichi Suzumori
  • 学会等名: Proc. of International Bionic Engineering Conference(BION2011)
  • 発表場所: Boston(USA)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] Predictive functional control of a finger using a pneumatic tendon-driven actuator (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Nagase
  • 学会等名: International Bionic Engineering Conference
  • 発表場所: Westin Boston Waterfront Hotel, Boston(USA)
• [学会発表] 空気圧バルーンを用いた腱駆動フィンガの予測機能制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永瀬 純也
  • 学会等名: 第12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
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス（京都府）
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://mec3342.mecsys.ryukoku.ac.jp/nagase/index.html