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2018 年度 実績報告書

高度な作業を実現する複数対象物把持の解析と設計

研究課題

研究課題/領域番号 16K06179
研究機関岐阜大学

研究代表者

山田 貴孝  岐阜大学, 工学部, 教授 (00273318)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードロボット / 多指ハンド / 把持 / 把握系の安定性 / 接触状態の同定 / 組立作業 / 柔軟物の作業
研究実績の概要

二次元平面内の包み込み把持の安定性を解析した.関節変位だけでなく,指の腹の変位にもばね特性を設定した.指リンクと把持対象物との接触の拘束条件を導出し,独立な変数を明らかにした.その独立変数を用いて,把握系のポテンシャル・エネルギを導出した.そして,滑り接触の場合について,一階偏微分より力・モーメントを,二階偏微分より剛性行列を求めた.剛性行列を接触点近傍の曲率で偏微分することで,曲率の効果を明らかにした.
深層学習を用いて,指先と把持対象物との接触点位置と接触方向を推定する研究を行った.接触種類は点,ソフトフィンガ,線,面の4種類である.ハンド指先を9個の領域に分割し,領域ごとに接触の有無を推定した.学習データはハンド指先のセンサで取得される6軸力覚データを模して作成した.深層学習には全結合のDNNを用いた.入力層は60ユニット,出力層は9ユニット,正誤判定は分割された領域ごとに行った.全体で91.8%という精度で推定が可能であり,接触状態の同定に深層学習を用いることの有用性を示した.
ロボットを用いた治具自動組立の研究を行った.掌にRGB-Dカメラを装着した4指12自由度ハンドを使用し,LINEMODを用いた画像処理により密着状態の複数の治具を認識する手法に取り組んだ.治具を正確に認識できない場合は指で治具を押し,ずらすことで正確に認識できるようにした.その結果,密着状態の複数の治具も認識,識別をすることが可能となった.
バラ積み状態の金属製ベアリング部品をカメラ画像から検出する研究を実施した.画像の中から最も把持が容易と思われる部品を人が選択し,底面楕円の中心座標(横軸,縦軸),長軸,短軸,回転角度の五つのパラメータを正解ラベルとして設定した.ユニット数や層数が異なるネットワークを用いて実験し,比較した.計算量の低減を図るためファインチューニングを適用した.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] Development of an Opposed Type Master Device using a Parallel Link Robot and Study on Teleoperation2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kondo, Takayoshi Yamada, Junya Sato, Kazuaki Ito, Hidehiko Yamamoto
    • 学会等名
      IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] IPM Insertion Using Force Sense and Visual Feedback Control2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Ichikawa, Takayoshi Yamada, Junya Sato, Kazuaki Ito, Hidehiko Yamamoto, Motoharu Fujihara, Satoshi Kawaguchi, Takehiko Suzuki, Jin Izawa
    • 学会等名
      IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] CNNによるバラ積みされたベアリングの底面検出2019

    • 著者名/発表者名
      松尾健斗, 佐藤惇哉, 山田貴孝, 伊藤和晃, 山本秀彦
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部 TOKAI ENGINEERING COMPLEX 2019 (TEC19) 第68期総会・講演会
  • [学会発表] 掌にカメラを装着した4指12自由度ハンドによる密着状態の冶具の認識2019

    • 著者名/発表者名
      高田峻佑, 山田貴孝, 佐藤惇哉, 伊藤和晃, 山本秀彦
    • 学会等名
      日本機械学会東海学生会 TOKAI ENGINEERING COMPLEX 2019 (TEC19) 第50回学生員卒業研究発表講演会
  • [学会発表] 深層学習を用いた接触領域の推定に関する基礎研究2019

    • 著者名/発表者名
      中村優祐, 山田貴孝, 佐藤惇哉, 伊藤和晃, 山本秀彦
    • 学会等名
      日本機械学会東海学生会 TOKAI ENGINEERING COMPLEX 2019 (TEC19) 第50回学生員卒業研究発表講演会
  • [学会発表] 摩擦なし二次元包み込み把持の安定性解析2019

    • 著者名/発表者名
      山田貴孝、岸佑樹、佐藤惇哉、伊藤和晃、山本秀彦
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019(ROBOMECH2019)
  • [学会発表] 4指12 自由度ハンドによる治具の自動組立の研究(密着状態の治具の認識と整列作業)2019

    • 著者名/発表者名
      高田峻佑、山田貴孝、佐藤惇哉、伊藤和晃、山本秀彦
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019(ROBOMECH2019)
  • [学会発表] 指先に6軸力覚センサを搭載した4指12自由度ハンドによる工具を用いたボルトの締め付けの研究2018

    • 著者名/発表者名
      柴田和明, 山田貴孝, 佐藤惇哉, 伊藤和晃
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018(ROBOMECH2018)
  • [学会発表] 転写紙貼り付け作業の自動化に関する研究(第一報)2018

    • 著者名/発表者名
      山田涼太, 山田貴孝, 佐藤惇哉, 伊藤和晃
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018(ROBOMECH2018)
  • [学会発表] Basic Study on Facial Oil Blotting Paper Counting Using a Webcam2018

    • 著者名/発表者名
      Junya Sato, Toru Koide, Yuki Kisi, Takayoshi Yamada, Kazuaki Sibata, Kazuaki Ito, Takuya Akashi
    • 学会等名
      The 2018 12th France-Japan and 10th Europe-Asia Congress on Mechatronics (MECHATRONICS)
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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