近接覚を用いた自律制御型ハンドの研究開発と不良視環境下での遠隔操作への応用

• 研究課題/領域番号: 26240040
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能ロボティクス
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 下条 誠 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 名誉教授 (90292474)
• 研究分担者: 明 愛国 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (50239456) ; 鈴木 陽介 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (20582331)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 35,230千円 (直接経費: 27,100千円、間接経費: 8,130千円); 2016年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円); 2015年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円); 2014年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
• キーワード: 触覚センサ / 遠隔操作 / 近接覚センサ

研究成果の概要

実際の把持では，ハンドとアーム両方の協調動作があって初めて，各種物体形状や位置・姿勢誤差に応じた適切な把持が可能となる。このため，把持対象物に追従し，その形状に自律的に倣うハンド・アーム統合制御システムを開発した。自律的把持が可能となるため，単眼カメラ映像による把持操作でも物体近傍までハンドを近づけるだけでよく，遠隔操作での確実性を向上させた。なお遠隔操作での視界不良下での作業を支援する触覚フィードバック方式を導入した。また，物体の位置姿勢等の大局的情報の獲得のため簡易視覚を導入し把持操作の適用範囲の拡大を行った

研究成果

• [雑誌論文] ネット状近接覚センサを用いた非接触手探り動作による未知物体把持の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木陽介, 瀬戸川将夫, 明 愛国, 下条 誠
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: 35 号: 2 ページ: 135-142
  • DOI: 10.7210/jrsj.35.135
  • NAID: 130006855101
  • ISSN: 0289-1824, 1884-7145
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 指先に光学式近接覚センサを備えた多指ハンドによる同時接触での把持（物体表面の反射率推定とセンサ出力の補正） (2016)
  • 著者名/発表者名: 小山佳祐 ，鈴木陽介 ，明愛国 ，下条誠
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 82 号: 833 ページ: 15-00366-15-00366
  • DOI: 10.1299/transjsme.15-00366
  • NAID: 130005121242
  • ISSN: 2187-9761
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 圧電繊維複合材料を用いた生物模倣型ソフト水中ロボットの研究開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村冬威,明愛国,下条誠
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: 33 号: 7 ページ: 524-530
  • DOI: 10.7210/jrsj.33.524
  • NAID: 130005101719
  • ISSN: 0289-1824, 1884-7145
  • 査読あり
• [雑誌論文] 指先に近接覚センサを備えたロボットハンドによるプリグラスプ制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小山佳祐,鈴木陽介,明愛国,下条誠
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: 33 号: 9 ページ: 712-722
  • DOI: 10.7210/jrsj.33.712
  • NAID: 130005114142
  • ISSN: 0289-1824, 1884-7145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Net-Structure Proximity Sensor: High-Speed and Free-Form Sensor With Analog Computing Circuit (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Hasegawa, Yosuke Suzuki, Aiguo Ming, Keisuke Koyama, Masatoshi Ishikawa, and Makoto Shimojo
  • 雑誌名: IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 巻: 20 号: 6 ページ: 3232-3241
  • DOI: 10.1109/tmech.2015.2417555
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid-Structure Interaction Analysis of a Soft Robotic Fish Using Piezoelectric Fiber Composite (2014)
  • 著者名/発表者名: Wenjing Zhao, Aiguo Ming, Makoto Shimojo, Yohei Inoue, and Hiroshi Maekawa
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 26 ページ: 638-648
  • NAID: 130007671169
  • 査読あり
• [学会発表] 近接覚センサとRC サーボモータを用いた高機能・多自由度ハンドの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石関峻一、小山佳祐、明愛国、下条誠
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: ビッグパレットふくしま（福島県，郡山市）
  • 年月日: 2017-05-10
• [学会発表] 近接覚を備えた遠隔操作型ロボットハンドにおける操作者への物体面情報の提示 (2017)
  • 著者名/発表者名: 一村リサ、小山佳祐、下条誠、明愛国
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: ビッグパレットふくしま福島県，郡山市）
  • 年月日: 2017-05-10
• [学会発表] 対象物と周辺環境情報を検出可能な近接覚を備えたロボットハンドによる物体把持 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐々木航一、小山佳祐、明愛国、下条誠
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: ビッグパレットふくしま福島県，郡山市）
  • 年月日: 2017-05-10
• [学会発表] 移動ロボット搭載型マニュピレータでの近接覚センサを用いたプリグラスプ制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石関峻一、明愛国、下条誠
  • 学会等名: システムインテグレーション部門講演会（SI2016）
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道，札幌市）
  • 年月日: 2016-12-15
• [学会発表] Development of a flexible coupled spine mechanism for a small quadruped robot (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Kawasaki, Ryuki Sato, Eiki Kazama, Aiguo Ming, Makoto Shimojo
  • 学会等名: Robotics and Biomimetics (ROBIO), 2016 IEEE International Conference on
  • 発表場所: QINGDAO, CHINA
  • 年月日: 2016-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a flexible tail for legged robot (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryuki Sato, Shun Hashimoto, Aiguo Ming, Makoto ShimojoRyuki Sato, Shun Hashimoto, Aiguo Ming, Makoto Shimojo
  • 学会等名: Mechatronics and Automation (ICMA), 2016 IEEE International Conference on
  • 発表場所: Harbin, China
  • 年月日: 2016-08-07
  • 国際学会
• [学会発表] らせん状磁石による結合・変形機構を備えたモジュラーロボットの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 八重樫正人、小林慧、鈴木陽介、下条誠、明愛国
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県，横浜市）
  • 年月日: 2016-06-08
• [学会発表] ロボットハンドへの搭載を目的としたTOF 型近接覚センサの基礎特性に関する研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 一村リサ、鈴木陽介、明愛国、下条誠
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県，横浜市）
  • 年月日: 2016-06-08
• [学会発表] 近接覚センサを搭載したマニピュレータによる遠隔操作方式の研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐々井亮太、石関峻一、梶本裕之、明愛国、下条誠
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県，横浜市）
  • 年月日: 2016-06-08
• [学会発表] 動物の筋腱複合体を規範とする小型四脚ロボットの研究開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川崎涼裕、佐藤隆紀、風間英気、明愛国、下条誠
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県，横浜市）
  • 年月日: 2016-06-08
• [学会発表] Integrated Control of a Multi-fingered Hand and Arm using Proximity Sensors on the Fingertips (2016)
  • 著者名/発表者名: Koyama, Keisuke, Suzuki, Yosuke, Ming, Aiguo, Shimojo, Makoto
  • 学会等名: 2016 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION (ICRA), pp.4282-4288
  • 発表場所: Stockholm, SWEDEN
  • 年月日: 2016-05-16
  • 国際学会
• [学会発表] Development of Robot Legs Inspired by Bi-articular Muscle-tendon Complex of Cats (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryuki Sato, Ichiro Miyamoto, Keigo Sato, Aiguo Ming and Makoto Shimojo
  • 学会等名: 2015 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 1552-1557
  • 発表場所: Hamburg, Germany
  • 年月日: 2015-09-28
  • 国際学会
• [学会発表] Development of robot leg composed of parallel linkage and elastic spring for dynamic locomotion (2015)
  • 著者名/発表者名: Aiguo Ming; Sato, K.; Sato, R.; Kazama, E.; Miyamoto, I.; Shimojo, M
  • 学会等名: 2015 IEEE International Conference on Information and Automation (ICIA),pp.38-43
  • 発表場所: Lijiang, China
  • 年月日: 2015-08-08
  • 国際学会
• [学会発表] Development of leg mechanism using a knee joint with continuously variable reduction ratio adaptive to load (2015)
  • 著者名/発表者名: Uchida, T.; Sato, R.; Ming, A.; Shimojo, M.
  • 学会等名: 2015 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA), pp.1199-203,2015
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2015-08-02
  • 国際学会
• [学会発表] M.Grasping strategy for moving object using Net-Structure Proximity Sensor and vision sensor (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, Y.; Koyama, K.; Aiguo Ming; Shimojo, M.
  • 学会等名: 2015 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA),1403-1409
  • 発表場所: Seattle, WA, USA
  • 年月日: 2015-05-26
  • 国際学会
• [学会発表] ネット状近接覚センサを有するロボットハンドシステムによる視覚センサ情報を統合した物体把持 (2014)
  • 著者名/発表者名: 8)鈴木 陽介，小山 佳祐，明 愛国，下条 誠
  • 学会等名: 第15回 公益社団法人 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 SI2014
  • 発表場所: 東京ビッグサイト
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-17
• [学会発表] Development of an entertainment robot system using Kinect (2014)
  • 著者名/発表者名: Aiguo Ming; Enomoto, K.; Shinozaki, M.; Sato, R.; Shimojo, M
  • 学会等名: 2014 10th France-Japan 8th Europe-Asia Congress on Mecatronics (MECATRONICS), pp.127-32, 2014
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-11-27 – 2014-11-29
• [学会発表] 多点識別を用いた非接触3次元入力手法の考案 (2014)
  • 著者名/発表者名: 7)栃木 紫帆, 鈴木 陽介, 明 愛国, 下条 誠
  • 学会等名: 第19回日本バーチャルリアリティ学会大会 論文集
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] ネット状近接覚センサと視覚センサの統合による未知形状物体把持に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 6)瀬戸川 将夫，小山 佳祐，鈴木 陽介，明 愛国，下条 誠
  • 学会等名: 第32回日本ロボット学会学術講演会（RSJ2014）
  • 発表場所: 九州産業大学
  • 年月日: 2014-09-05 – 2014-09-06
• [学会発表] ネット状近接覚センサとビジョンセンサを統合したロボットハンドシステムによる把持戦略に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 5)鈴木 陽介，瀬戸川 将夫，小山 佳祐，明 愛国，下条 誠
  • 学会等名: 第32回日本ロボット学会学術講演会（RSJ2014）
  • 発表場所: 九州産業大学
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-06
• [学会発表] Development of a novel leg mechanism in the shape of backward convex with a mechanical joint stop for bipedal robot (2014)
  • 著者名/発表者名: Aiguo Ming; Tahata, T.; Ueki, K.; Shimojo, M.
  • 学会等名: 2014 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA) pp.107-12, 2014
  • 発表場所: Tianjin, China
  • 年月日: 2014-08-03 – 2014-08-06
• [学会発表] 触・近接覚統合型ヒューマンインターフェース用入力デバイスの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 前田宗，有田輝，鈴木陽介，明愛国，下条誠
  • 学会等名: 日本機械学会ROBOMECH 2014
  • 発表場所: 富山国際会議場
  • 年月日: 2014-05-25 – 2014-05-28
• [学会発表] 遠隔操作での近接制御を用いたロボットハンドによる物体把持に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐々井亮太，小山佳祐，鈴木陽介，下条誠
  • 学会等名: 日本機械学会ROBOMECH 2014
  • 発表場所: 富山国際会議場
  • 年月日: 2014-05-25 – 2014-05-28
• [学会発表] 近接覚を付与したロボットハンドによる移動物体の把持に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡部信吾，小山佳祐，鈴木陽介，明愛国，下条誠
  • 学会等名: 日本機械学会ROBOMECH 2014
  • 発表場所: 富山国際会議場
  • 年月日: 2014-05-25 – 2014-05-28
• [学会発表] 近接覚フィードバック制御に基づくロボットハンドの知能化に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小山佳祐，鈴木陽介，明愛国，下条誠
  • 学会等名: 日本機械学会ROBOMECH 2014
  • 発表場所: 富山国際会議場
  • 年月日: 2014-05-25 – 2014-05-28
• [学会発表] Dynamic analysis and optimization of soft robotic fish using fluid-structural coupling method (2014)
  • 著者名/発表者名: Wenjing Zhao; Aiguo Ming; Shimojo, M.
  • 学会等名: 2014 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA),pp.1474-9, 2014
  • 発表場所: Hong Kong, China
  • 年月日: 2014-04-30 – 2014-05-07
• [図書] Human-Harmonized Information Technology, Vol.1,(Chapter5) (2016)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Ishikawa, Idaku Ishii, Yutaka Sakaguchi, Makoto Shimojo, Hiroyuki Shinoda, Hirotsugu Yamamoto, Takashi Komuro, Hiromasa Oku, Yutaka Nakajima and Yoshihiro Watanabe
  • 総ページ数: 295
  • 出版者: Springer
• [図書] 触覚認識メカニズムと応用技術(増補版) (2014)
  • 著者名/発表者名: 下条誠（監修および執筆
  • 総ページ数: 666
  • 出版者: サイエンス＆テクノロジー株式会社