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2016 年度 実績報告書

近接覚を用いた自律制御型ハンドの研究開発と不良視環境下での遠隔操作への応用

研究課題

研究課題/領域番号 26240040
研究機関電気通信大学

研究代表者

下条 誠  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 名誉教授 (90292474)

研究分担者 明 愛国  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (50239456)
鈴木 陽介  金沢大学, 機械工学系, 助教 (20582331)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード触覚センサ / 遠隔操作 / 近接覚センサ
研究実績の概要

(1)知的ロボットハンドの研究開発
触覚・近接覚・すべり覚を統合したハンドで近接覚出力とハンドモータ系を直接結合した近接覚制御型知的ハンドの実現を図る。このため,①対象物を検出・追従し,②物体形状に応じて多指が自律的に倣い,③指先の同時接触による掴み動作を行う。そして④触覚を用いて,対象物を落とさない適切な把持力での把持を行う。このため,以下の研究開発を行った。物体形状に自律的に倣うハンド制御系を拡張した反射型制御方式を用いて,アーム手先位置・姿勢をも統一的に制御できるシステムを開発した。これにより,ハンドとアームの協調動作による把持動作を実現した。またハンドとしてRC サーボモータと近接覚センサを用いセンサフィードバックをハンド内部に備えた軽量・高速(30deg/0.1s)で高指先力(1.1kgf)な3指(9自由度)ロボットハンドを新たに開発した。これにより短時間で指先面と対象物面を正対させる動作が可能となった。
(2)知的ハンドを用いた遠隔操作システムの構築
開発したハンドは物体近傍では自動的に把持を行う。このため単眼カメラ画像でも遠隔操作での確実性と高速性の向上が達成できる。本年度は,移動台車に7自由度アームと新たに開発した9自由度ハンドを搭載し遠隔操作実験を行い,開発したシステムの実証実験を行った。プリグラスプ制御やアーム・ハンド協調制御を用いることで,奥行き感の認識の難しさやオクルージョンの問題があっても,操作者の意図に沿う形で,物体を把持できることを示した。また,遠隔ハンド指先の近接覚センサ出力を操作者指先に取付けた電気触覚ディスプレイによりフィードバックを行い,視界不良化での操作性の向上を図った。この他,近接覚センサと触・すべり覚センサによる接触力の検出と組み合わせることで物体の柔らかさの検出を可能とした

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

    (13件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] ネット状近接覚センサを用いた非接触手探り動作による未知物体把持の研究2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木陽介, 瀬戸川将夫, 明 愛国, 下条 誠
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 35 ページ: 49-56

    • DOI

      http://doi.org/10.7210/jrsj.35.135

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 近接覚センサとRC サーボモータを用いた高機能・多自由度ハンドの開発2017

    • 著者名/発表者名
      石関峻一、小山佳祐、明愛国、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
      ビッグパレットふくしま(福島県,郡山市)
    • 年月日
      2017-05-10 – 2017-05-13
  • [学会発表] 近接覚を備えた遠隔操作型ロボットハンドにおける操作者への物体面情報の提示2017

    • 著者名/発表者名
      一村リサ、小山佳祐、下条誠、明愛国
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      ビッグパレットふくしま福島県,郡山市)
    • 年月日
      2017-05-10 – 2017-05-13
  • [学会発表] 対象物と周辺環境情報を検出可能な近接覚を備えたロボットハンドによる物体把持2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木航一、小山佳祐、明愛国、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
      ビッグパレットふくしま福島県,郡山市)
    • 年月日
      2017-05-10 – 2017-05-13
  • [学会発表] 移動ロボット搭載型マニュピレータでの近接覚センサを用いたプリグラスプ制御2016

    • 著者名/発表者名
      石関峻一、明愛国、下条誠
    • 学会等名
      システムインテグレーション部門講演会(SI2016)
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道,札幌市)
    • 年月日
      2016-12-15 – 2016-12-17
  • [学会発表] Development of a flexible coupled spine mechanism for a small quadruped robot2016

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Kawasaki, Ryuki Sato, Eiki Kazama, Aiguo Ming, Makoto Shimojo
    • 学会等名
      Robotics and Biomimetics (ROBIO), 2016 IEEE International Conference on
    • 発表場所
      QINGDAO, CHINA
    • 年月日
      2016-12-03 – 2016-12-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a flexible tail for legged robot2016

    • 著者名/発表者名
      Ryuki Sato, Shun Hashimoto, Aiguo Ming, Makoto ShimojoRyuki Sato, Shun Hashimoto, Aiguo Ming, Makoto Shimojo
    • 学会等名
      Mechatronics and Automation (ICMA), 2016 IEEE International Conference on
    • 発表場所
      Harbin, China
    • 年月日
      2016-08-07 – 2016-08-10
    • 国際学会
  • [学会発表] らせん状磁石による結合・変形機構を備えたモジュラーロボットの開発2016

    • 著者名/発表者名
      八重樫正人、小林慧、鈴木陽介、下条誠、明愛国
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県,横浜市)
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [学会発表] ロボットハンドへの搭載を目的としたTOF 型近接覚センサの基礎特性に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      一村リサ、鈴木陽介、明愛国、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
      パシフィコ横浜(神奈川県,横浜市)
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [学会発表] 近接覚センサを搭載したマニピュレータによる遠隔操作方式の研究2016

    • 著者名/発表者名
      佐々井亮太、石関峻一、梶本裕之、明愛国、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
      パシフィコ横浜(神奈川県,横浜市)
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [学会発表] 動物の筋腱複合体を規範とする小型四脚ロボットの研究開発2016

    • 著者名/発表者名
      川崎涼裕、佐藤隆紀、風間英気、明愛国、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
      パシフィコ横浜(神奈川県,横浜市)
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [学会発表] Integrated Control of a Multi-fingered Hand and Arm using Proximity Sensors on the Fingertips2016

    • 著者名/発表者名
      Koyama, Keisuke, Suzuki, Yosuke, Ming, Aiguo, Shimojo, Makoto
    • 学会等名
      2016 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION (ICRA), pp.4282-4288
    • 発表場所
      Stockholm, SWEDEN
    • 年月日
      2016-05-16 – 2016-05-21
    • 国際学会
  • [図書] Human-Harmonized Information Technology, Vol.1,(Chapter5)2016

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Ishikawa, Idaku Ishii, Yutaka Sakaguchi, Makoto Shimojo, Hiroyuki Shinoda, Hirotsugu Yamamoto, Takashi Komuro, Hiromasa Oku, Yutaka Nakajima and Yoshihiro Watanabe
    • 総ページ数
      295
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2018-01-16  

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