統合型触覚センサアーキテェクチャーの研究開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22240012
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知覚情報処理・知能ロボティクス
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 下条 誠 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (90292474)
• 研究分担者: 石川 正俊 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (40212857) ; 横井 浩史 電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (90271634) ; 明 愛国 電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 准教授 (50239456) ; 鈴木 陽介 電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (20582331)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: センサ融合・統合 / 触覚 / 近接覚 / すべり覚

研究概要

本研究は，ロボットはもとより各種機械システムに装着する触覚センサシステムの高機能化を図るため，接触，滑り，近接などの多様な物理量を統合する触覚センサアーキテェクチャを研究開発した。これにより，従来問題となっていた，多数の検出素子を接続する配線処理への方法論の提案を行い，アナログ回路網を用いることにより検出素子増加に伴う応答遅れの問題への解決を図った。また，従来困難であった，すべり始める直前の事前滑りを検出可能なすべり覚センサを開発した。センサは薄型軽量・高速応答が可能である。研究では，これら開発したセンサをロボットハンド等へ実装し，検証実験を行い，その有用性を実験により明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Experimental Discussion of Occurrence of High-Frequency Component on Slip Sensor Output Using Pressure Conductive Rubber (2013)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Suzuki, Seiichi Teshigawara, Mitsuhiro Chiba, Takumi Shimada, Aiguo Ming, and Makoto Shimojo
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: Vol.25, No.2 ページ: 316-323
  • 査読あり
• [雑誌論文] ロボットハンドの構造・運動を考慮した操りスキルの統合に基づく結び目の生成計画 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山川雄司, 並木明夫, 石川正俊, 下条誠
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: vol.31, no.3 ページ: 283-291
  • 査読あり
• [雑誌論文] Basic Study of Touchless Human Interface Using Net Structure Proximity Sensors (2013)
  • 著者名/発表者名: Ichiro Miyamoto, Yosuke Suzuki, Aiguo Ming, Masatoshi Ishikawa, Makoto Shimojo
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: vol.25, no.3 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Motion planning of a golf swing robot (2012)
  • 著者名/発表者名: Xu, Chunquan; Yang, Zhizhen; Ming, Aiguo; Shimojo, Makoto
  • 雑誌名: MECHATRONICS 巻: Vol.22, No.1 ページ: 13-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Speed and High Sensitivity Slip Sensor for Dexterous Grasping (2012)
  • 著者名/発表者名: Seiichi Teshigawara, Takahiro Tsutsumi, Yosuke Suzuki, and Makoto Shimojo
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: vol.24, no.2 ページ: 298-310
  • 査読あり
• [雑誌論文] ロボットハンド指先に付与したネット状近接覚センサ情報に基づく把持姿勢の決定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健治, 鈴木陽介, 長谷川浩章, 明愛国, 石川正俊, 下条誠
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: Vol.48, No.4 ページ: 232-240
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robot Hand Whose Fingertip Covered with Net-Spaped Proximity Sensor/-Moving Object Tracking Using Proximity Sensing- (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Hasegawa, Y. Suzuki, A. Ming, M. Ishikawa, M. Shimojo
  • 雑誌名: J. of Robotics and Mechatronics 巻: vol.23, no.3 ページ: 328-337
  • 査読あり
• [雑誌論文] 全方位検出・高速応答可能なネット状近接覚センサの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺田一貴, 鈴木陽介, 長谷川浩章, 曽根聡史, 明愛国, 石川正俊, 下条誠
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: vol.29, no.8 ページ: 683-693
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-Reconfigurable Modular Robots Adaptively Transforming a Mechanical Structure - Algorithm for Adaptive Transformation to Load Condition - (2011)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Suzuki, Norio Inou, Hitoshi Kimura, and Michihiko Koseki
  • 雑誌名: Journal of Robotics 巻: Vol. 2011 ページ: 794251
  • 査読あり
• [雑誌論文] A High-Speed Mesh of Tactile Sensors Fitting Arbitrary Surfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimojo M., Araki T., Ming A., Ishikawa M
  • 雑誌名: IEEE Sensors Journal 巻: 10, 4 ページ: 822-830
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of A Mobile Manipulator System With RFID-Based Sensor Fusion For Home Service : A Case Study on Mobile Manipulation of Chairs (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhaoxian Xie, Manabu Yamashiro, Hisashi Yamaguchi, Aiguo Ming and Makoto Shimojo
  • 雑誌名: International Journal of Information Acquisition 巻: Vol.7, No.1 ページ: 1-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] 近接・触・すべり覚を統合したインテリジェントロボットハンドの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 溝口善智, 多田隈建二郎, 長谷川浩章, 明愛国, 石川正俊, 下条誠
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: Vol.46, No.10 ページ: 632-640
  • 査読あり
• [学会発表] Hemispherical Net-Structure Proximity Sensor Detecting Azimuth and Elevation for Guide Dog Robot (2013)
  • 著者名/発表者名: Arita, Hikaru;Suzuki, Yosuke; Ogawa, Hironori; Tobita, Kazuteru; Shimojo, Makoto
  • 学会等名: 2013 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Pre-Shaping for Various Objects by the Robot Hand Equipped with Resistor Network Structure Proximity Sensor (2013)
  • 著者名/発表者名: Koyama, Keisuke; Hasegawa, Hiroaki; Suzuki, Yosuke; Ming, Aiguo; Shimojo, Makoto
  • 学会等名: 2013 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS)
  • 発表場所: Tokyo Big Sight, Japan
  • 年月日: 2013-11-03
• [学会発表] Robust Robotic Grasping Using IR Net-Structure Proximity Sensor to Handle Objects with Unknown Position and Attitude (2013)
  • 著者名/発表者名: Ye, Sha; Suzuki, Kenji; Suzuki, Yosuke; Ishikawa, Masatoshi; Shimojo, Makoto
  • 学会等名: 2013 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA)
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
  • 年月日: 2013-05-06
• [学会発表] A unified framework for virtual passive bipedal gait generation (2012)
  • 著者名/発表者名: Xu, C.,Ming, A.,Shimojo, M
  • 学会等名: 2012 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA)
  • 発表場所: Saint Paul, MN, USA
  • 年月日: 2012-05-14
• [学会発表] Development of Omni-directional and Fast-responsive Net-structure Proximity Sensor (2011)
  • 著者名/発表者名: Terada, K.; Suzuki, Y.; Hasegawa, H.; Sone, S.; Ming, A.; Ishikawa, M.; Shimojo, M
  • 学会等名: 2011 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS)
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
  • 年月日: 2011-09-25
• [学会発表] A novel propulsion method of flexible underwater robots (2011)
  • 著者名/発表者名: Shintake, J.; Aiguo Ming; Shimojo, M
  • 学会等名: 2011 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS)
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
  • 年月日: 2011-09-25
• [学会発表] Highly Sensitive Sensor for Detection of Initial Slip and Its Application in a Multi-fingered Robot Hand (2011)
  • 著者名/発表者名: Teshigawara, S.; Tsutsumi, T.; Shimizu, S.; Suzuki, Y.; Ming, A.; Ishikawa, M.; Shimojo, M
  • 学会等名: 2011 IEEE Int. Conf.on Robotics and Automation(ICRA)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2011-05-09
• [学会発表] Connected Tracked Robot with Offset Joint Mechanism for Multiple Configurations (2010)
  • 著者名/発表者名: Tadakuma, K.; Ohishi, C.; Maruyama, A.; Tadakuma, R.; Nagatani, K.; Yoshida, K.; Aiguo Ming; Shimojo, M
  • 学会等名: 2010 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS)
  • 発表場所: Taiwan
  • 年月日: 2010-10-18
• [学会発表] Development of flexible underwater robots with caudal fin propulsion (2010)
  • 著者名/発表者名: Shintake, J.,Ming, A.,Shimojo, M
  • 学会等名: 2010 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2010-10-18
• [学会発表] Human assist by a mobile manipulator with high speed tactile sensor (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, H.; Zhaoxian Xie; Aiguo Ming; Shimojo, M
  • 学会等名: 2010 IEEE Int. Conf. on Information and Automation (ICIA)
  • 発表場所: Harbin, China
  • 年月日: 2010-06-20
• [学会発表] 高感度初期滑り検出センサの研究開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 清水智, 勅使河原誠一, 明愛国, 石川正俊, 下条誠
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: 1A1-D02, 旭川
  • 年月日: 2010-06-15
• [学会発表] Development of intelligent robot hand using proximity, contact and slip sensing, Robotics and Automation (ICRA) (2010)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, H.; Mizoguchi, Y.; Tadakuma, K.; Aiguo Ming; Ishikawa, M.; Shimojo, M
  • 学会等名: 2010 IEEE Int. Conf. on
  • 発表場所: Anchorage, AK
  • 年月日: 2010-05-03
• [学会発表] High Sensitivity Initial Slip Sensor for Dexterous Grasp (2010)
  • 著者名/発表者名: Teshigawara, S.; Tadakuma, K.; Aiguo Ming; Ishikawa, M.; Shimojo, M
  • 学会等名: 2010 IEEE Int.l Conf. on Robotics and Automation (ICRA)
  • 発表場所: Anchorage, AK
  • 年月日: 2010-05-03
• [図書] 触覚認識メカニズムと応用技術(増補版) (2014)
  • 著者名/発表者名: 下条誠(監修および執筆)
  • 総ページ数: 666
  • 出版者: サイエンス&テクノロジー株式会社
• [図書] 触覚認識メカニズムと応用技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下条誠(監修および執筆)
  • 総ページ数: 499
  • 出版者: サイエンス&テクノロジー株式会社
• [備考] 財団法人FA財団, 平成 24・25年度「論文賞」(受賞)
• [備考] IEEE ICIA Best Conference Paper of ICAL 2013(受賞)
• [備考] IEEE Sensor Journal ; 25 MOST ACCESSED PAPER in June 2012, 25 MOST ACCESSED PAPER in April 2012(受賞)
• [備考] ICAM2010(Int. Conf. on Advanced Mechatronics)で Best Paper Nomination Finalist(受賞)
• [備考] 計測自動制御学会論文賞, 2010(受賞)
• [備考] ファナック FA ロボット財団, 今年度「論文賞」に下条教授ら, 日刊工業新聞, 2010/01/26(プレス発表)
• [備考] 近接覚センサー搭載ロボットハンド, 日刊工業新聞, 2013/11/5(プレス発表)
• [備考] ロボの手, より緻密に, 電通大がセンサー, 指先の力加減や滑る方向を検出, 日経産業新聞, 2012/12/11(プレス発表)
• [備考] 電通大, 3センサーで未知の物体認識し最適な力で作業できるロボハンド, 日刊工業新聞, 2012/08/03(プレス発表)
• [備考] 応答速度を100倍に高めた近接覚センサー開発, 日刊工業新聞, 2011/11/16(プレス発表)
• [備考] 応答速度10マイクロ秒, 近接センサー, カメラ不要-電通大が開発,ロボに応用へ, 日経産業新聞, 2011/11/24(プレス発表)