センサフィードバックに基づく柔軟多指ハンドの動的安定把持と操作

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13650290
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 有本 卓 立命館大学, 理工学部, 教授 (00029399)
• キーワード: ロボットハンド / 柔軟多指ハンド / センサーフィードバック / 安定把持 / ピンチング / 物体操作 / 姿勢制御 / 位置制御

研究概要

本年度で得られた研究結果の概要をまとめる。
1)柔軟2本指の1対と物体の運動が鉛直面にあるときは、重力の影響を直接的に受けるが、この場合に重要な役割を果すセンソリーフィードバック信号を見出し、安定把持と物体の姿勢制御が可能になることを理論的に示した。また、シミュレーション結果でもこのことを確認した。
2)新たに、2自由度の柔軟指2本を製作し、DCサーボモータによる安定把持(目標内力f_d=1ニュートン)の実験を行うとともに、物体(60g)の姿勢角についても制御できることを確認した。しかし、物体を載せたアクリル板と物体の底との間に働く静摩擦の影響でY_1-Y_2が零にならないうちに運動は停止した。但し、この場合、目標角に関する位置決めはほぼ成功した。物体を軽量にし(約15g)、内力を0.1ニュートンとしたときは、Y_1-Y_2はほぼ零になった。
3)今迄は、運動が停止した接触状態から目標値を変えて実験をスタートさせたが、今度は指が物体から離れた状態から近づき、接触し始めた瞬間に制御入力を切り換える実験を試み、安定把持と目標角への姿勢制御が達成できた、この場合、約0.1秒の高速安定把持が実現できた。これらの結果はDVDに記録された。
4)更に、自由度2と3の2本指を用いて器用な物体操作がどこまでできるか、その可能性をシミュレーションによって探った。内力f_dを一定にして、姿勢角θを周期的に変動させることがほぼ可能になることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] H-Y Han, S.Arimoto, K.Tahara, M.Yamaguchi, P.T.A.Nguyen: "Robotic pinching by means of a pair of soft fingers with sensory feedback"2001 IEEE International Conference on Robotics & Automation. 97-102 (2001)
• [文献書誌] P.T.A.Nguyen, S.Arimoto: "Performance of pinching motions of two multi-DOF robotic fingers with soft-tips"2001 IEEE International Conference on Robotics & Automation. 2344-2349 (2001)
• [文献書誌] S.Arimoto, K.Tahara, M.Yamamoto: "Existence of feedbacks from sensing to action for stable grasping and dextercus manipulation by multi-fingered robot hands"2001 IEEE International Conference on Robotics & Automation. 524-529 (2001)
• [文献書誌] Z.Doulgeri, I.Fasoulas, S.Arimoto: "Feedback control for object manipulation by a pair of soft tip fingers"Robotica. Vol.20 Part1. 1-11 (2002)
• [文献書誌] P.T.A.Nguyen, S.Arimoto: "Learning motion of dexterous manipulation for a pair of multi-DOF fingers with soft-tips"Asian Journal of Control. Vol.4 No.1. 1-10 (2002)
• [文献書誌] S.Arimoto, Z.Doulgeri, P.T.A.Nguyen, J.Fasoulas: "Stable pinching by a pair of robot fingers with soft tips under the effect of gravity"Robotica. Vol.20(印刷中). (2002)