並列ソレノイドアレイによるリンクレスマニピュレーションの研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655099
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 石井 抱 東京農工大学, 工学部, 助教授 (40282686)
• Keywords: Smart Field / 磁場制御 / インタラクション / 触力覚 / Field Sensing / 視覚 / Field Actuation / Field Computing

Research Abstract

本研究では,作業する人間に対して安全かつ自由度の高い触力覚を伴うインタラクティブ空間の実現を目指し、状況に応じた並列的に磁場制御を実現するSmart Fieldの考えを導入することにより、多関節リンク構造を排除した新たな触力覚インタラクション法を提案する。本研究で導入するSmart Fieldは、並列に制御可能な磁場を生成するField Actuation、場あるいはそれに関係する状態を観測するField Sensing、状況に応じた制御すべき場を計算するField Computingのそれぞれが強く結びついた制御ループにより実現されるものであり、環境に対応した自由度の高い触力覚インタラクティブ空間を実現するものである。
特に本研究では、従来ほとんど研究開発がされなかったField Actuation(並列磁場制御)機能の実現を目指し、ソレノイドアレイから発生する磁場を並列制御する方法について磁場解析シミュレーションなどで検証し、その実現可能性について議論する。その上で、Field Actuation機能を検証するソレノイドアレイシステムを試作し、複数対象に対するリンクレスマニピュレーションの基本的機能を、システムレベルで基本的な解析・検証を行い、提案するSmart Fieldの概念の有効性を検証する。
平成14年度は、磁場によりSmart Fieldに必要となる要素技術を整理し、ソレノイドアレイから発生する磁場を並列制御する方法について磁場解析シミュレーションを行い、その実現可能性を議論する。その議論のもとに、Field Actuation機能を検証するソレノイドアレイ制御システムの設計などを以下のように進めた。
1)磁場によるSmart Field、特にField Actuationにおける並列磁場制御に必要とされる要素技術を議論した。
2)ソレノイドアレイから発生する磁場を並列制御するための基本的手法を提案した。
3)2)の方法を磁場解析ソフトウェア上で、磁場解析シミュレーションを行い、その実現可能性を議論した。
4)Smart Fieldにおける大きさ、巻数、磁性体の材質など様々なパラメータ設定法を考察した。
5)Field Actuation機能を検証する4x4ソレノイドアレイ制御システムを設計した。

Research Products

• [Publications] 並木, 石井, 石川: "高速センサフィードバックに基づく把握行動"日本ロボット学会誌. Vol.20,No.7. 707-716 (2002)
• [Publications] 石井: "知的画素選択機能を有するメガピクセルビジョン"映像情報インダストリアル. Vol.34,No.13. 19-24 (2002)
• [Publications] 灘谷, 石井: "実時間メガピクセルモーションキャプチャとそのジェスチャー認識への応用"日本ロボット学会創立20周年記念学術講演会予稿集. 3A19 (2002)