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2020 年度 実績報告書

複数の利用者とロボット間における力覚フィードバックを用いた協調作業の高度化

研究課題

研究課題/領域番号 18K11261
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

石橋 豊  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40252308)

研究分担者 三好 孝典  長岡技術科学大学, 技術経営研究科, 教授 (10345952)
奥田 隆史  愛知県立大学, 情報科学部, 教授 (20204125)
渡邉 均  東京理科大学, 工学部第二部経営工学科, 教授 (20439920)
大西 仁  放送大学, 教養学部, 教授 (40280549)
黄 平国  岐阜聖徳学園大学, 経済情報学部, 准教授 (60713154)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード遠隔ロボット制御 / 力覚フィードバック / 協調作業 / サービス品質制御 / 安定化制御
研究実績の概要

各利用者が触覚デバイスを用いて、遠隔の産業用ロボットを操作するシステムを二つ用いて、作業の様子をビデオカメラで確認しながら、二つのロボットアームで一つの物体を一緒に運ぶ作業と、二つのロボットアーム間で一つの物体を手渡す作業を扱った。そして、これまでに提案してきたQoS制御と安定化制御の統合を行った。具体的には、フィルタによる安定化制御のループの中で、QoS制御として力情報を用いたロボット位置制御を行うようにした。両者の制御を独立に行う場合と比較して、統合して行う方が望ましいことを示した。
また、二つのロボットのうち、一方のロボットの代わりに、人がマジックハンドを用いて作業する場合との比較を行った。その結果、人は繊細で柔軟に作業できるので、物体に加わる力が大きく減じられることが判明した。
ロボットの作業が劣悪な通信環境において行われる可能性を考慮し、通信しなくてもロボットアームに付与された力覚センサでアームを動かすことができると考えられるため、既提案の力情報を用いたロボット位置制御を拡張して、ロボット間通信なしで一つの物体を一緒に運べるようにした。さらに、この制御に対して、移動ロボットを考慮し、凸凹した道を移動しながら物体を運んでいるときに、急激に上下方向に位置が大きく変化する場合に大きな力が物体に加わらないように拡張し、実験により、その効果を確認した。
この他、クラウドやサーバにAI機能を置いて、通信によって機械学習や強化学習などによる学習結果を得ることを考え、力情報を用いたロボット位置制御にニューラルネットワークを適用して、力情報と物体の長さから最適な位置調整値を推定するシミュレーションを行った。また、ネットワーク遅延やAI処理時間から成るクラウド遅延の影響を調査し、AI技術の有効性を確認した。

  • 研究成果

    (40件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 22件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Macedonia/University of Western Macedonia(ギリシャ)

    • 国名
      ギリシャ
    • 外国機関名
      University of Macedonia/University of Western Macedonia
  • [雑誌論文] Robot position control using force information in remote robot systems with force feedback2021

    • 著者名/発表者名
      S. Ishikawa, Y. Ishibashi, P. Huang, Y. Tateiwa
    • 雑誌名

      International Journal of Communications, Network and System Sciences (IJCNS)

      巻: 14 ページ: 1-13

    • DOI

      10.4236/ijcns.2021.141001

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of QoS control in remote master-slave robot systems with force feedback2021

    • 著者名/発表者名
      N. Hameedha, Y. Ishibashi, K. E. Psannis
    • 雑誌名

      International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research (IJMERR)

      巻: 10 ページ: 49-53

    • DOI

      10.18178/ijmerr.10.2.49-53

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficiency of cooperation between remote robot systems with force feedback: Comparison with cooperation between user and remote robot system2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Toyoda, Y. Ishibashi, P. Huang, Y. Tateiwa, H. Watanabe
    • 雑誌名

      International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research (IJMERR)

      巻: 9 ページ: 900-905

    • DOI

      10.18178/ijmerr.9.6.900-905

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Toward the optimal control of haptic communication: Introduction of force prediction to collaborative work2021

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, Y. Sato, T. Hirano, P. Huang, Y. Ishibashi
    • 学会等名
      2021 IEEE International Conference on Consumer Electronics-Taiwan (ICCE-TW)
    • 国際学会
  • [学会発表] Robot position control using force information by neural network in remote robot systems2021

    • 著者名/発表者名
      X. Wang, P. Huang, Y. Ishibashi, T. Okuda
    • 学会等名
      2021 IEEE International Conference on Consumer Electronics-Taiwan (ICCE-TW)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of position follow-up ontrol for hand delivery between remote robot systems with force feedback2021

    • 著者名/発表者名
      L. Li, Y. Ishibashi, P. Huang, Y. Tateiwa
    • 学会等名
      2021 IEEE International Conference on Consumer Electronics-Taiwan (ICCE-TW)
    • 国際学会
  • [学会発表] QoE assessment of cooperative work in networked virtual environment with haptics2021

    • 著者名/発表者名
      K. Z. Win, Su T. Aung, Y. Ishibashi, K. T. Mya
    • 学会等名
      2021 IEEE International Conference on Consumer Electronics-Taiwan (ICCE-TW)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of robot position control using force information: Human versus robot with force sensor2021

    • 著者名/発表者名
      S. Ito, Y. Ishibashi, P. Huang, Y. Tateiwa
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Information and Education Technology (ICIET)
    • 国際学会
  • [学会発表] 移動ロボットを考慮した力情報を用いたロボット位置制御の拡張2021

    • 著者名/発表者名
      金石和也, 中川博詞, 石橋豊, 黄平国, 立岩佑一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告, CQ2021-1
  • [学会発表] Comparison of cooperative work between humans and robots in remote robot systems with force feedback2021

    • 著者名/発表者名
      L. Li, Y. Ishibashi, P. Huang, Y. Tateiwa
    • 学会等名
      IEICE General Conference
  • [学会発表] 多感覚通信・放送への期待2021

    • 著者名/発表者名
      石橋豊
    • 学会等名
      映像情報メディア学会誌巻頭言<ふぉーかす>
    • 招待講演
  • [学会発表] 力覚フィードバックを用いた遠隔ロボットシステム間の協調作業における安定化2021

    • 著者名/発表者名
      黄平国, 石橋豊, 三好孝典
    • 学会等名
      電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Influence of network delay on QoS control using neural network in remote robot systems with force feedback2020

    • 著者名/発表者名
      X. Wang, P. Huang, Y. Ishibashi, T. Okuda, H. Watanabe
    • 学会等名
      2020 The 9th International Conference on Networks, Communication and Computing (ICNCC)
    • 国際学会
  • [学会発表] Influences of network delay on cooperative work between remote robots with force feedback2020

    • 著者名/発表者名
      S. Ishikawa, Y. Ishibashi, P. Huang, Y. Tateiwa
    • 学会等名
      2020 IEEE The 6th International Conference on Computer and Communications (ICCC)
    • 国際学会
  • [学会発表] Influences of network delay on cooperative work in networked virtual environment with haptics2020

    • 著者名/発表者名
      Su T. Aung, Y. Ishibashi, K. T. Mya, H. Watanabe, P. Huang
    • 学会等名
      IEEE Region 10 Conference (TENCON)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of QoS control for cooperative work between remote robot systems with force feedback2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kanaishi, Y. Ishibashi, P. Huang, Y. Tateiwa
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Advanced Information Technologies (ICAIT)
    • 国際学会
  • [学会発表] Supports to remote robots by humans with force feedback2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishibashi
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Advanced Information Technologies (ICAIT)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Green cloud communication system for big data management2020

    • 著者名/発表者名
      C. L. Stergiou, K. E. Psannis, Y. Ishibashi
    • 学会等名
      The 3rd World Symposium on Communication Engineering (WSCE)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of QoS control in remote master-slave robot systems with force feedback2020

    • 著者名/発表者名
      N. Hameedha, Y. Ishibashi, K. E. Psannis
    • 学会等名
      The 3rd World Symposium on Communication Engineering (WSCE)
    • 国際学会
  • [学会発表] QoE assessment of video codecs for video streaming over 5G networks2020

    • 著者名/発表者名
      G. Minopoulos, K. E. Psannis, G. Kokkonis, Y. Ishibashi
    • 学会等名
      The 3rd World Symposium on Communication Engineering (WSCE)
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of stabilization control in remote control system with haptics2020

    • 著者名/発表者名
      L. Chen. L. Wen, Y. Ishibashi, P. Huang, Y. Tateiwa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (ICCE-TW)
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards the optimal control of haptic communication2020

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, P. Huang, Y. Ishibashi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (ICCE-TW)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of stabilization control and QoS control for cooperation between remote robot systems with force feedback2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kanaishi, Y. Ishibashi, P. Huang, T. Miyoshi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (ICCE-TW)
    • 国際学会
  • [学会発表] Remote control of haptic-enabled robotic manipulator2020

    • 著者名/発表者名
      H. C. Kwan, T. Miyoshi, Y. Ishibashi, P. Huang
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (ICCE-TW)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of QoE assessment of adaptive viscoelasticity control in remote penmanship system2020

    • 著者名/発表者名
      F. Papa, P. Huang, Y. Ishibashi, Y. Tateiwa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (ICCE-TW)
    • 国際学会
  • [学会発表] Remote control of haptic-enabled cooking manipulator,2020

    • 著者名/発表者名
      Ho C. Kwan, T. Miyoshi, Y. Ishibashi, P. Huang
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Computer Communication and the Internet (ICCCI)
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of video codecs performance for real-time transmission2020

    • 著者名/発表者名
      G. Minopoulos, V. A. Memos, K. E. Psannis, Y. Ishibashi
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Computer Communication and the Internet (ICCCI)
    • 国際学会
  • [学会発表] A revolutionary interactive smart classroom (RISC) with the use of emerging technologies2020

    • 著者名/発表者名
      V. A. Memos, G. Minopoulos, C. Stergiou, K. E. Psannis, Y. Ishibashi
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Computer Communication and the Internet (ICCCI)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of robot position control using force information in remote robot systems with force feedback: Comparison between human-robot and robot-robot cases2020

    • 著者名/発表者名
      S. Ishikawa, Y. Ishibashi, P. Huang, Y. Tateiwa
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Computer Communication and the Internet (ICCCI)
    • 国際学会
  • [学会発表] 遠隔ロボットシステム間の協調作業における力情報を用いたロボット位置制御実験: 移動方向の多様化の影響2020

    • 著者名/発表者名
      金石和也, 石橋豊, 黄平国, 立岩佑一郎
    • 学会等名
      映像情報メディア学会創立70周年記念大会
  • [学会発表] 力覚フィードバックを用いた遠隔ロボットシステム間の協調作業における安定化制御およびQoS制御実験: 物体を手渡す作業2020

    • 著者名/発表者名
      リラクショウ, 石橋豊, 黄平国, 立岩佑一郎
    • 学会等名
      映像情報メディア学会創立70周年記念大会
  • [学会発表] 力覚フィードバックを用いた人及びロボット間の遠隔協調と支援2020

    • 著者名/発表者名
      石橋豊
    • 学会等名
      第18回情報学ワークショップ(WiNF)
    • 招待講演
  • [学会発表] 人とロボット間の協調における力情報を用いたロボット位置制御の効果2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤誠志郎, 石橋豊, 黄平国, 立岩佑一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
  • [学会発表] 遠隔ロボットシステムにおける力覚フィードバック方法の比較2020

    • 著者名/発表者名
      石川哲, 石橋豊, 黄平国, 三好孝典
    • 学会等名
      電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
  • [学会発表] 力覚フィードバックを用いた遠隔ロボットシステムにおけるQoS・安定化制御実験: 力情報によるロボット位置制御の効果2020

    • 著者名/発表者名
      金石和也, 石橋豊, 黄平国, 立岩佑一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [学会発表] 遠隔ロボット間の協調作業における力情報を用いたロボット位置制御実験2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤誠志郎, 石橋豊, 黄平国, 立岩佑一郎
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
  • [学会発表] QoE assessment of adaptive viscoelasticity control with prediction in remote control system2020

    • 著者名/発表者名
      L. Wen, H. Ohnishi, Y. Ishibashi, P. Huang, Y. Tateiwa
    • 学会等名
      2020 Tokai-Section Joint Conference on Electrical, Electronics, Information, and Related Engineering
  • [学会発表] 力覚フィードバックを用いた遠隔ロボットシステム間の協調における力情報によるロボット位置制御実験2020

    • 著者名/発表者名
      石川哲, 石橋豊, 黄平国, 立岩佑一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
  • [備考] 名古屋工業大学石橋研究室

    • URL

      http://nma.web.nitech.ac.jp/index.html

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公開日: 2021-12-27  

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