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2009 年度 実績報告書

ロボットハンドにおける動的柔軟指先のモデル化と動的物体把持

研究課題

研究課題/領域番号 20360117
研究機関九州大学

研究代表者

田原 健二  九州大学, システム情報科学研究院, 特任准教授 (80392033)

研究分担者 有本 卓  立命館大学, 総合理工学研究機構, 教授 (00029399)
吉田 守夫  独立行政法人理化学研究所, 理研-東海ゴム人間共存ロボット連携センター, 研究員 (20455372)
西田 豪  独立行政法人理化学研究所, 理研-東海ゴム人間共存ロボット連携センター, 研究員 (80435669)
キーワード動的物体把持 / 柔軟指 / ポートハミルトン系 / カ / トルク平衡 / 3本指ロボット / リーマン距離 / 任意形状物体 / 外界センサーレス把持
研究概要

これまで我々が提案してきた3本指ロボットによる外界センサーレス動的物体把持を元に,安定把持だけでなく,物体の位置および姿勢をも外界センサーレスで操作可能となる制御則を,仮想フレームを新たに構築することで導入し,その有効性を数値シミュレーションで確認した.
さらに,その安定性について,受動性を示すことで平衡多様体へ収束することを示した.
また,新たに柔軟半球状指先に捻転自由度を付加することにより,これまでにない,全く新しい物体操作手法の提案を行い,2本指でも,3次元的に物体操作が行えることを数値シミュレーションおよび実験により示し,その有効性を確認した.
また,このモデル化において,物体接触面に対して法線方向の弾性力だけでなく,新しく指先の捻転方向に関するひずみエネルギーモデルを提案し,シミュレーション結果と実験結果を比較することにより,提案モデルの妥当性を示した.
また,2次元物体把持モデルにおいて,これまで指もしくは物体どちらかの形状を任意形状としたモデルの提案を行っていたが,どちらも任意形状とした物体把持モデルを新たに提案し,その妥当性を数値シミュレーションによって確認した.
さらに,多指ハンド部分だけでなく,アーム部分も考慮に入れたハンドアームシステムのモデル化を行い,これまで提案してきた動的物体把持・操作手法が,ハンド部分,アーム部分を統一的に扱えることを数値シミュレーションで示した.
これにより,マクロ/マイクロマニピュレータのように,ハンド部分,アーム部分を別々に考慮する必要がなくなった

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (14件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A Riemannian-geometric approach for intelligent control and fingertip design of multi-fingered hands2010

    • 著者名/発表者名
      S.Arimoto, M.Yoshida, M.Sekimoto, J.-H.Bae
    • 雑誌名

      Advanced Robotics (To be published)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of grasping a rigid object with arbitrary smooth surfaces under rolling contacts2010

    • 著者名/発表者名
      S.Arimoto
    • 雑誌名

      SICE J.of Control, Measurement, and System Integration 3(To be published)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ロボットの腕や手の巧みさと制御:リーマン幾何学に基づくアプローチ2009

    • 著者名/発表者名
      有本卓
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 基礎・境界ソサイエティ誌 2

      ページ: 37-47

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Riemannian-geometry approach for control of robotic systems under constraints2009

    • 著者名/発表者名
      S.Arimoto, M.Yoshida, M.Sekimoto, K.Tahara,
    • 雑誌名

      SICE J. of Control, Measurement, and System Integration 2

      ページ: 107-116

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Riemannian-geometry approach for modeling and control of dynamics of object manipulation under constraints2009

    • 著者名/発表者名
      S.Arimoto, M.Yoshida, M.Sekimoto, K.Tahara
    • 雑誌名

      Journal of Robotics 2009

      ページ: ID : 892801

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling and control of multi-body mechanical systems Part I A Riemannian geometry approach2009

    • 著者名/発表者名
      S.Arimoto
    • 雑誌名

      Int.J.of Factory Automation, Robotics and Soft Computing 2

      ページ: 108-1224

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling and control of 2-D grasping of an object with arbitrary shape under rolling contact2009

    • 著者名/発表者名
      S.Arimoto, M.Yoshida, M.Sekimoto, K.Tahara
    • 雑誌名

      SICE J. of Control, Measurement, and System Integration 2

      ページ: 379-386

    • 査読あり
  • [学会発表] Boundary Detection of Variational Symmetry Breaking using Port-Representation of Conservation Laws2009

    • 著者名/発表者名
      G.Nishida, M.Sugiura, M.Yamakita, B.Maschke, R.Ikeura
    • 学会等名
      Proc.of the 48th IEEE Conf.on Decision and Control
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      20091200
  • [学会発表] Modeling and control for 2-D grasping of an object with arbitrary shape under rolling contact2009

    • 著者名/発表者名
      S.Arimoto, M.Yoshida, M.Sekimoto, K.Tahara, J.-H.Bae
    • 学会等名
      Proc.of the 9th Int.Symp. on Robot Control
    • 発表場所
      Gifu, Japan
    • 年月日
      20090909-20090912
  • [学会発表] Scaling reduction of port-Hamiltonian systems for numerical calculation2009

    • 著者名/発表者名
      G.Nishida, D.Ichishima, K.Kashima, K.Fujimoto, M.Yamakita, R.Ikeura
    • 学会等名
      ICROS-SICE International Joint Conference 2009
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      20090800
  • [学会発表] Variational Structure of Infinite-dimensional Homogeneous Systems with Dilations2009

    • 著者名/発表者名
      G.Nisnida, H.Nakamura
    • 学会等名
      ECC 2009
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      20090800
  • [学会発表] Modeling and control of pinching 2D object with arbitrary shape by a pair of robot fingers under rolling constraints2009

    • 著者名/発表者名
      M.Yoshida, S.Arimoto, K.Tahara
    • 学会等名
      Proc. Multibody Dynamics, ECCOMAS Thematic Conf.
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 年月日
      20090600
  • [学会発表] Simple orientation control of an object by regrasping using a dual-arm manipulator with multi-fingered hands2009

    • 著者名/発表者名
      A.Kawamura, K.Tahara, R.Kurazume, T.Hasegawa
    • 学会等名
      Proc.Int.Conf.Adv.Robot.
    • 発表場所
      Munich, Germany
    • 年月日
      20090600
  • [学会発表] Measurement of static constraints imposed by a human hand on a grasped objects2009

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuo, K.Murakami, T.Hasegawa, K.Tahara, R.Kurazume
    • 学会等名
      Proc.Int.Conf.Adv.Robot.
    • 発表場所
      Munich, Germany
    • 年月日
      20090600
  • [学会発表] A Riemannian-geometry approach for dynamics and control of object manipulation under constraints2009

    • 著者名/発表者名
      S.Arimoto, M.Yoshida, M.Sekimoto, K.Tahara
    • 学会等名
      Proc.of the 2009 IEEE Int.Conf.on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      20090512-20090517
  • [学会発表] Dynamic force/torque equilibrium for stable grasping by a triple robotic fingers system2009

    • 著者名/発表者名
      K.Tahara, S.Arimoto, M.Yoshida
    • 学会等名
      Proc.IEEE/RSJ Int.Conf.Intell.Robots, Syst.
    • 発表場所
      St.Louis, MO
    • 年月日
      20090500
  • [学会発表] Dynamic grasping for an arbitrary polyhedral object by a multi-fingered hand-arm System2009

    • 著者名/発表者名
      A.Kawamura, K.Tahara, R.Kurazume, T.Hasegawa
    • 学会等名
      Proc.IEEE/RSJ Int.Conf.Intell.Robots, Syst.
    • 発表場所
      St.Louis, MO
    • 年月日
      20090500
  • [学会発表] Pinching 2D object with arbitrary shape by two robot fingers under roiling constraints2009

    • 著者名/発表者名
      M.Yoshida, S.Arimoto, K.Tahara
    • 学会等名
      Proc.IEEE/RSJ Int.Conf.Intell.Robots, Syst.
    • 発表場所
      St.Louis, MO
    • 年月日
      20090500
  • [学会発表] Segmentation method of human manipulation task based on measurement of force imposed by a human hand on a grasped object2009

    • 著者名/発表者名
      K.Matsuo, K.Murakami, T.Hasegawa, K.Tahara, R.Kurazume
    • 学会等名
      Proc.IEEE/RSJ Int.Conf.Intell.Robots, Syst.
    • 発表場所
      St.Louis, MO
    • 年月日
      20090500
  • [学会発表] Modeling and control of a pair of robot fingers with saddle joint under orderless actuations2009

    • 著者名/発表者名
      M.Yoshida, S.Arimoto, K.Tahara
    • 学会等名
      Proc.IEEE Int.Conf.Robot.Automat.
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      20090500
  • [学会発表] Basic study of biarticular muscle's effect on muscular internal force control based on physiological hypotheses,2009

    • 著者名/発表者名
      H.Kino.S, Kikuchi, T.Yahiro, K.Tahara,
    • 学会等名
      Proc. IEEE Int. Conf. Robot. Automat.
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      20090500
  • [備考]

    • URL

      http://www.ssp.isee.kyushu-u.ac.jp/~tahara/

  • [産業財産権] マニピュレータ装置及びマニピュレータの制御装置2009

    • 発明者名
      田原健二, 郭士傑
    • 権利者名
      東海ゴム工業(株)
    • 産業財産権番号
      2009-216993
    • 出願年月日
      20090900

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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