多関節多指ロボットハンドを用いた繊細な作業感覚の実現に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650429
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 長谷川 勉 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (00243890)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 桐木 利弘 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助手 (60264074)
• Keywords: ロボットハンド / 多関節指 / 滑り検出 / センサフュージョン / 把握計画

Research Abstract

多関節多指ロボットハンドに,繊細な作業感覚すなわち「対象や環境に過大な力をかけることなく所望の物体操作を行いながら対象の状態を精度よく認識する能力」を実現することを目的として研究をすすめた.実験には並進滑りを抑制し転がり接触を維持するよう開発された物体操作制御則を実装した3関節3本指で構成されるロボットハンドを用いて,以下の成果をえた.
1.指先なぞり操作による未知物体の表面計測と形状復元
狭隘環境や物陰など視覚による物体認識が困難な環境下では,指先による接触感覚が重要な役割をはたす.位置と力のハイブリッド制御による,対象物体に過大な力をかけることも,また物体表面から離れることもない指先なぞり動作を実現し,連続的に物体表面から位置と法線方向とを計測し,計測結果から物体形状を復元する手法を開発した.
2.物体操作中の指先滑りの検出と滑り量の計測手法
操作中の物体の位置姿勢を計測するステレオ視覚システム,指先に装着した6軸力トルクセンサ,関節角度センサを用い,それらから得られる情報を統合して実時間で滑り量を計測し滑りを検出する手法を開発した.一般的で入手容易な商用センサのみを用い,多関節多指ハンドの物体操作機能を妨げることなく滑りの検出ができた.これにより,壊れやすい物体の操作にあたり,必要以上の把握力をかけることなく,目的を達成できる見通しが得られた.
3.把握および持ち替えの計画手法の開発
物体操作にあたり,指先接触点での接触法線回りのねじり滑り量を最小化する把握手法,4本指での操作中の持ち替え計画手法など,知的な把握および操作を実現する手法を開発した.

Research Products

• [Publications] 本田久平, 長谷川勉, 松岡毅: "多関節多指ロボットハンドによる物体操作における滑り検出と計測"日本ロボット学会誌. 12(7). 913-919 (2001)
• [Publications] 劉福明, 長谷川勉: "滑り動作による未知物体表面形状の触覚センシング"電気学会論文誌C. 121C(3). 557-563 (2001)
• [Publications] Fuming Liu, Tsutomu Hasegawa: "Curved Surface Reconstruction Using Active Tactile Sensing and Surface Normal Information"九州大学大学院システム情報科学紀要. 6(2). 161-168 (2001)
• [Publications] Tsutomu Hasegawa, Kouji Murakami: "Finger Motion Planning of a Multi-fingered Manipulation with Rolling Contact"Proceedings of IEEE International Symposium on Assembly and Task Planning. 196-201 (2001)