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2016 年度 実績報告書

超高速ビジョンを用いた高速知能ロボットの研究

研究課題

研究課題/領域番号 24220005
研究機関東京大学

研究代表者

石川 正俊  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (40212857)

研究期間 (年度) 2012-05-31 – 2017-03-31
キーワードロボットビジョン / ビジュアルフィードバック / 知能ロボティクス / 高速画像処理
研究実績の概要

本年度の研究成果をサブテーマごとに以下に示す.
(A)高速知能ロボットの速度限界への挑戦
(A-1)ハンド/アーム:微細部品の組み立て作業の自動化を目指し,高速高精度ロボットハンドの開発をおこなった.これまでに開発してきた高速ハンドをベースに,バックラッシュ要因となるベベルギアを排除したメカニズムとエンコーダの高分解能化を施したハンドを開発し,100mm離れた距離に対して10μm内の精度で0.2秒の位置決めが可能なことを実証した.組み立て作業の一環として,環境変動にロバストなネジ回しタスクを実現した.また,ボールキャッチでは,衝撃に起因するバックドライブモーションを塑性変形として定式化した力制御手法を提案し,ボールを反発しない受動的な緩衝動作を実現した.(A-2)下肢:二足走行機構に小型高速ビジョンを搭載してビジュアルオドメトリを遂行した.手法としてSVOを実装することで,二足ロボット視点の映像から自身の姿勢を推定することが可能となり,2msの計算時間でロボット体長の5%以内に誤差を抑えることを実現した.
(B)高速に変動する実環境・対象のダイナミック把握
(B-1)高速3次元形状計測:本年度は,これまでに研究開発した高速3次元計測技術のハードウェア及びソフトウェア環境を整備し,高速ロボット制御に展開できるためのプラットフォームを構築した.また,並行して実用化に向けて技術移転を推進するために,各種応用に対する本技術の展開可能性を要求性能と達成性能をもとに具体的に検討した.(B-2)高速視線/焦点制御:高速視線/焦点制御:高速カメラとレンズの間に,異なる厚さのガラスプレートを搭載した高速回転機構を導入することで,新たな高速可変焦点デバイスを開発した.検証実験として,カメラ光軸方向に高速移動する対象物をハンドでキャッチすることを実現し,高解像度の視覚フィードバックの有効性を示した.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Impedance Control Design Based on Plastic Deformation for a Robotic Arm2017

    • 著者名/発表者名
      Taku Senoo, Masanori Koike, Kenichi Murakami, Masatoshi Ishikawa
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: Vol.2 ページ: 209-216

    • DOI

      10.1017/S0263574715000740

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Applying High-Speed Vision Sensing to an Industrial Robot for High-Performance Position Regulation under Uncertainties2016

    • 著者名/発表者名
      Shouren Huang, Niklas Bergstrom, Yuji Yamakawa, Taku Senoo, Masatoshi Ishikawa
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: Vol.16 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3390/s16081195

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simplified deformation model and shape generation of a rhythmic gymnastics ribbon using a high-speed multi-jointed manipulator2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Yamakawa, Akio Namiki and Masatoshi Ishikawa
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: Vol.3 ページ: 15-00510

    • DOI

      10.1299/mej.15-00510

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visual encoder: robust and precise measurement method of rotation angle via high-speed RGB vision2016

    • 著者名/発表者名
      Hyuno Kim, Yuji Yamakawa, Taku Senoo, Masatoshi Ishikawa
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: Vol.24 ページ: 13375-13386

    • DOI

      10.1364/OE.24.013375

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 高速ロボットハンドシステムの人間機械協調動作への応用2016

    • 著者名/発表者名
      山川雄司,久野和生,石川正俊
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: Vol.82 ページ: 16-00352

    • DOI

      10.1299/transjsme.16-00352

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ボールリリース解析に基づくロボット投球制御2017

    • 著者名/発表者名
      村上健一, 堀内悠生, 中西慶亘, 妹尾拓, 石川正俊
    • 学会等名
      第22回ロボティクスシンポジア
    • 発表場所
      群馬県安中市,舌切雀のお宿
    • 年月日
      2017-03-16
  • [学会発表] 高速ビジュアルフィードバックによる線状弾性体の振動抑制手法2017

    • 著者名/発表者名
      塚本勇介, 山川雄司, 妹尾拓, 石川正俊
    • 学会等名
      第22回ロボティクスシンポジア
    • 発表場所
      群馬県安中市,舌切雀のお宿
    • 年月日
      2017-03-15
  • [学会発表] 高速高精度ロボットマニピュレーションのための二次元補償システム2016

    • 著者名/発表者名
      Bergstrom Niklas, 黄守仁, 山川雄司, 妹尾拓, 石川正俊
    • 学会等名
      第17回計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      北海道札幌市,札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-12-17
  • [学会発表] 高速ビジョン及び力・トルクセンシングによる柔軟物に対する軌道トラッキング2016

    • 著者名/発表者名
      黄守仁, Bergstrom Niklas, 山川雄司, 妹尾拓, 石川正俊
    • 学会等名
      第17回計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      北海道札幌市,札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-12-17
  • [学会発表] 指上での転がりを利用した高速ハンドアームによる投球方向制御2016

    • 著者名/発表者名
      村上健一, 堀内悠生, 中西慶亘, 妹尾拓, 石川正俊
    • 学会等名
      第17回計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      北海道札幌市,札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-12-17
  • [学会発表] 高速ビジョンを用いた人間の手先位置の高精度制御2016

    • 著者名/発表者名
      遠山渉,黄守仁,村上健一,山川雄司,石川正俊
    • 学会等名
      第17回計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      北海道札幌市,札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-12-17
  • [学会発表] Development of a High-speed, High-accuracy Robot Hand for Micromanipulation2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sato, Yuji Yamakawa, Taku Senoo, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
    • 発表場所
      Qingdao, China
    • 年月日
      2016-12-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Robotic Pitching by Rolling Ball on Fingers for a Randomly Located Target2016

    • 著者名/発表者名
      Taku Senoo, Yuuki Horiuchi, Yoshinobu Nakanishi, Kenichi Murakami, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
    • 発表場所
      Qingdao, China
    • 年月日
      2016-12-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Brachiation Robot with Hook-shaped End Effectors and Realization of Brachiation Motion with a Simple Strategy2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Yamakawa, Yuki Ataka, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
    • 発表場所
      Qingdao, China
    • 年月日
      2016-12-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Plastic Deformation Control Based on Time-varying Impedance Adjustment2016

    • 著者名/発表者名
      Masanori Koike, Taku Senoo, Kenichi Murakami, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
    • 発表場所
      Qingdao, China
    • 年月日
      2016-12-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards Assistive Human-Robot Micro Manipulation2016

    • 著者名/発表者名
      Niklas Bergstrom, Shouren Huang, Yuji Yamakawa, Taku Senoo, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2016-11-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an Assistive System for Position Control of a Human Hand with High Speed and High Accuracy2016

    • 著者名/発表者名
      Wataru Tooyama, Shouren Huang, Kenichi Murakami, Yuji Yamakawa, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2016-11-16
    • 国際学会
  • [学会発表] High-Speed Visual Feedback for Realizing High-Performance Robotic Manipulation2016

    • 著者名/発表者名
      Shouren Huang, Niklas Bergstrom, Yuji Yamakawa, Taku Senoo, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      International Congress on High Speed Imaging and Photonics
    • 発表場所
      Osaka, Japan, Hotel Hankyu Expo Park
    • 年月日
      2016-11-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Rolling Manipulation for Throwing Breaking Balls by Changing Grasping Forms2016

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Murakami, Yuji Yamakawa, Taku Senoo, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE Industrial Electronics Conference
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      2016-10-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Deformation Control of a Multijoint Manipulator Based on Maxwell and Voigt Models2016

    • 著者名/発表者名
      Taku Senoo, Gaku Jinnai, Kenichi Murakami, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2016-10-12
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速性がもたらす実世界把握・提示の新展開2016

    • 著者名/発表者名
      渡辺義浩
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟県新潟市,朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-15
  • [学会発表] 受動的緩衝動作における直列表現ベースの塑性変形制御2016

    • 著者名/発表者名
      妹尾拓, 小池正憲, 村上健一, 石川正俊
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形県山形市,山形大学
    • 年月日
      2016-09-09
  • [学会発表] 高速高精度ロボットハンドの開発2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤宏, 山川雄司, 妹尾拓, 石川正俊
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形県山形市,山形大学
    • 年月日
      2016-09-07
  • [学会発表] Tracking and Recognition of a Human Hand in Dynamic Motion for Janken (rock-paper-scissors) Robot2016

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Ito, Tomohiro Sueishi, Yuji Yamakawa, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Automation Science and Engineering
    • 発表場所
      Fort Worth, USA
    • 年月日
      2016-08-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Sonic-speed Manipulation of a Bull Whip Using a Robot Manipulator2016

    • 著者名/発表者名
      Yuji Yamakawa, Kazunori Odani, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • 発表場所
      Banff, Canada
    • 年月日
      2016-07-13
    • 国際学会
  • [学会発表] 多関節ロボットアームの弾塑性変形制御2016

    • 著者名/発表者名
      妹尾拓, 陣内岳, 村上健一, 石川正俊
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス部門講演会2016
    • 発表場所
      神奈川県横浜市,パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-06-10
  • [学会発表] 高速ビジュアルフィードバックを用いた高速ロボットハンドによるねじ回し戦略2016

    • 著者名/発表者名
      塚本勇介, 山川雄司, 妹尾拓, 石川正俊:
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス部門講演会2016
    • 発表場所
      神奈川県横浜市,パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-06-10
  • [学会発表] ブラキエーションロボットの開発と運動生成(第2報)2016

    • 著者名/発表者名
      山川雄司,安宅佑樹,石川正俊
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス部門講演会2016
    • 発表場所
      神奈川県横浜市,パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-06-10
  • [学会発表] ブラキエーションロボットの開発と運動生成(第1報)2016

    • 著者名/発表者名
      山川雄司,安宅佑樹,石川正俊
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス部門講演会2016
    • 発表場所
      神奈川県横浜市,パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-06-10
  • [学会発表] High-Performance Robotic Contour Tracking based on the Dynamic Compensation2016

    • 著者名/発表者名
      Shouren Huang, Niklas Bergstrom, Yuji Yamakawa, Taku Senoo, Masatoshi Ishikawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2016-05-18
    • 国際学会
  • [備考] 石川渡辺研究室ホームページ

    • URL

      http://www.k2.t.u-tokyo.ac.jp/index-j.html

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公開日: 2018-01-16  

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