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2012 Fiscal Year Annual Research Report

多指ハンド双腕ロボットによる高次機能タスク実現のための制御と情報処理

Research Project

Project/Area Number 21246039
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

早川 義一  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60126894)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 池浦 良淳  三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20232168)
向井 利春  独立行政法人理化学研究所, イノベーション推進センター, チームリーダー (80281632)
藤本 健治  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10293903)
Project Period (FY) 2009-04-01 – 2013-03-31
Keywordsロボット制御 / 多指ハンドロボット / 運動制御 / センサ情報処理 / 協調制御 / 学習制御
Research Abstract

本研究では、人が指や手を用いて日常行っている高次機能タスクを、多指ハンドを備えた双腕ロボットシステムによって実現するための制御と情報処理の開発を目的とし、次の課題を実施するものである。(1)安定な把持と巧みな操りを実現する制御の確立 (2)位置情報と力情報を統合した情報処理の確立 (3)高次機能タスクの繰り返し動作から最適な行動計画を自立的に獲得する学習メカニズムの構築 (4)上記の制御方法、統合情報処理法、行動計画獲得方法の有効性、問題点の実機検証
今年度実施した研究成果は以下の通りである。
課題1については、これまでに力学的、理論的に導出された安定把持条件(把持点および把持力ベクトル)を、双腕の多指ハンドロボットで実現する際の制御法およびそのロバスト化を行なった。ただし、実用化にはハードウエアに関する課題として、関節自由度の配分や指先の柔軟性などが新たに浮上した。 課題2については、上腕サイズの曲面触覚センサの可能な限りの小型化をめざした。また、曲面触覚センサ、力覚センサなどの統合情報処理による滑り検出の方法にも挑戦し、多指ハンドの把持・操りのロバスト化に応用することを試みたが、未だ実用化に充分な性能は得られていない。 課題3については、毛筆・硬筆による筆記(単腕)、鋏の把持(単腕)、折り紙の山折り(双腕)に成功したが、これらの動作のロバスト化をはかるべく、視覚フィードバックとの統合をはかった。 課題4については、これまでに準備してきたアームロボット(6自由度)2機と3本指ハンドロボット(1指3自由度)2機を合体させ、双腕ロボットシステムを構築したが、さらなる改良に努めた。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] ポリマー材料を用いた静電容量型面状センサの開発(測定精度と空間分解能両立構造の提案)2013

    • Author(s)
      白岡 貴久,郭 士傑,橋本 和信,向井 利春
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(C編)

      Volume: 79 Pages: 304-313

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Weight-perception-based novel control of a power-assist robot for the cooperative lifting of light-weight objects2012

    • Author(s)
      S.M.M. Rahman and R. Ikeura
    • Journal Title

      International Journal of Advanced Robotic Systems

      Volume: vol.9 Pages: 1-13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Passivity based control of a class of Hamiltonian systems with nonholonomic constraints2012

    • Author(s)
      K. Fujimoto, S. Sakai and T. Sugie
    • Journal Title

      Automatica

      Volume: vol.48 Pages: 3054-3063

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A novel variable impedance compact compliant ankle robot for overground gait rehabilitation and assistance2012

    • Author(s)
      S.M.M. Rahman and R. Ikeura
    • Journal Title

      Procedia Engineering

      Volume: 41 Pages: 522-531

    • DOI

      10.1016/j.proeng.2012.07.207

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improving interactions between a power-assist robot system and its human user in horizontal transfer of objects using a novel adaptive control method2012

    • Author(s)
      S.M.M. Rahman and R. Ikeura
    • Journal Title

      Advances in Human-Computer Interaction

      Volume: 2012 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1155/2012/745216

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 変分ベイズ法に基づいた状態空間モデルのシステム同定2012

    • Author(s)
      藤本 健治,佐藤 彰記,福永 修一
    • Journal Title

      計測自動制御学会論文集

      Volume: 48 Pages: 102-108

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] On subspace balanced realization and model order reduction for nonlinear interconnected systems2012

    • Author(s)
      K. Fujimoto
    • Organizer
      IEEE Conference on Decision and Control
    • Place of Presentation
      Maui (USA)
    • Year and Date
      20121210-20121213
  • [Presentation] Optimal trajectory generation for linear systems based on double generating functions2012

    • Author(s)
      Z. Hao and K. Fujimoto
    • Organizer
      IEEE Conference on Decision and Control
    • Place of Presentation
      Maui (USA)
    • Year and Date
      20121210-20121213
  • [Presentation] Stability analysis of tacit learning based on environmental signal accumulation2012

    • Author(s)
      S. Shimoda, K. Fujimoto, T. Yamamoto, I. Maeda and H. Kimura
    • Organizer
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • Place of Presentation
      Algarve (Portugal)
    • Year and Date
      20121007-20121012
  • [Presentation] Approximate solutions to the Hamilton-Jacobi Equations for generating functions with a quadratic cost function with respect to the input2012

    • Author(s)
      Z. Hao and K. Fujimoto
    • Organizer
      IFAC Workshop on Lagrangian and Hamiltonian Methods for Nonlinear Control
    • Place of Presentation
      Bertinoro (Italy)
    • Year and Date
      20120829-20120831
  • [Presentation] 多指ハンドロボットを用いた硬筆の把持および運筆の制御

    • Author(s)
      大岡寛幸,中島明,早川義一
    • Organizer
      第55回自動制御連合講演会 予稿集
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
  • [Presentation] Weight-perception-based novel control for cooperative lifting of objects with a power assist robot by two humans

    • Author(s)
      S.M.M. Rahman and R. Ikeura
    • Organizer
      The Fourth IEEE RAS/EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics
    • Place of Presentation
      ローマ(イタリア)
  • [Presentation] Investigating the factors affecting human's weight perception in lifting objects with a power assist robot

    • Author(s)
      S.M.M. Rahman and R. Ikeura
    • Organizer
      2012 IEEE RO-MAN: The 21st IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication
    • Place of Presentation
      パリ(フランス)

URL: 

Published: 2014-07-24  

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