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1.指先と把握物体との滑りのない転がり接触による物体操作機能と、把握中の作業対象の位置と姿勢とを計する三次元ステレオ視覚機能とを、実時間オペレーティングシステムで動作するマルチCPU上に共有メモリを介した並行プロセスとして実装し、それぞれ10ms、33msのサイクルタイムでの実時間同時動作を実現した。
2.多本指ハンドによる物体操作では、指先と把握物体との接触状態および把握物体と外界との接触状態が動的に変化する。指先に装着された力センサ信号から、安定把握に必要な内力と操作対象に所望の運動を引き起こす外力とを分離して検出する機能を開発した。
3.作業エラーの検出と回復処理には、上位レベルの作業の意味と下位レベルの指や物体の動きとを結びつけて作業状況を推論することが必要になる。作業の意味と動作が結びつけるものとして作業動作プリミティブを開発し、多本指ハンドによる、ピンの挿入、ボルトはめ合い、回転締め作業を通じてその有効性を確認した。
4.操作対象物体に所望の動きを実現するため、操作対象の幾何形状モデルとハンドの幾何および運動学モデルを用い、物体との指先との転がり接触に基づく指動作を計画する手法を開発した。
5.種々の誤差があっても把握中の操作作業対象に過大な力が生じないようにするには、指の把握内力は小さいほうがよい。一方、把握物体に環境との接触を維持しながら移動させようとすると、摩擦による振動など予測困難な力の変動が生じるため、指と物体との間で滑りを生じ、作業エラーを引き起こす。そこで、実時間視覚を用いて作業状況分析監視系を構成し、作業実行系と独立して並行動作させることにより、物体の位置姿勢の滑りによる変化を最小の時間遅れで検出する手法を開発した。これは、多関節多指ハンドの繊細で器用な作業能力を損なうことなく、回復可能な段階でエラーを検出するうえで有効な手法である。
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