2008 Fiscal Year Annual Research Report
人間とインタラクション可能な安全知能を有するテレイグジスタンスロボットの研究
Project/Area Number |
07F07366
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
舘 [ススム] The University of Tokyo, 大学院・情報理工学系研究科, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
DZMITRY Tsetserukou 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 外国人特別研究員
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Keywords | バーチャルリアリティ / 知能ロボティクス / 計測工学 / 制御工学 / マルチモーダルインタフェース |
Research Abstract |
環境との知的な触覚インタラクションを実現するロボットアーム制御 我々の生活空間など構造化されていない環境において、未知の形状の障害物回避は基本的で重要な問題である。未知で構造化されていない環境における空間的不確実性に対処するために、私は物理的干渉による障害物回避という新概念を打ち出した。ロボットアームの動作が障害物によって妨げられたとき、コントローラはロボットアームの表面が物体の輪郭に沿うように定められる目標地点に向けてマニピュレータを移動する。開発したロボットアームと制御システムは、物体と遭遇したマニピュレータが障害物の形状に適合した動作計画を行うことを可能にする。 障害物の回避中は、ロボットのセンサシステムは接触しているオブジェクトの物理的性質を検知可能である。ロボットのリンクの現在位置の情報に基づいて(接触センサを追加せずに)接触場所を検知するアルゴリズム、および物体形状の認識の手法を提案した。数値シミュレーションを行い、B-スプラインに基づく提案手法が複雑形状を精密に近似できることを証明した。 物体の硬さに関する知識は、環境と安全にインタラクションするという人間的な能力をロボットにもたらす。そこで私は、物体の剛性評価手法を提案した。実験結果から、算出された硬さは実物の硬さと強い合致を示した。 TeleTa遠隔操作システム 構造化されていない環境において高度なロボット操作を行い、人間と安全に強調作業を実行するために、TeleTa遠隔操作システム(遠隔地のロボット操縦者に触覚フィードバックによって衝突情報を提示できる遠隔操作システム)を開発した。マスク側は、6-DOFの外骨格ロボットアームと衝突情報を提示する触覚ディスプレイBraTactから構成される。スレーブ側の4-DOFロボットアームには光学式トルクセンサを搭載し、表面は触覚センサで覆われている。 開発した遠隔操作システムによって、ロボットは衝突状況が検出でき、力ベクトル、接触点、物体の硬さ、物体形状を計算できる。これらの情報を操縦者に提示するために、操縦者の前腕に対する装着型触覚ディスプレイBraTactを開発した。そして、触覚ディスプレイは、ゴムベルトで結ばれた振動モータとホルダー六つから構成される。振動モータの特定振動パターンによって物体形状と硬さを動的および静的に提示する方法を提案した。ANOVAで解析した実験結果から、被験者は動的状態のほうが静的状態よりも物体形状と硬さを容易に認識できることがわかった。触覚フィードバック有するTeleTa遠隔操作システムは、ロボットの操作性と安全性を向上すると考える。
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Research Products
(10 results)