三本指ロボットハンドによる対象物の把握と操りの制御

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本研究では、指型のロボットハンドによる人間のような高度な物体の把握・操りの実現を目指して研究を進めている。従来の把握操り系の多くは数学的な取り扱いの容易さから、指先を剛体と仮定して理論が構築されているが、より人間らしい把握のためには、柔らかい指先、つまり、ソフトフィンガによる把握操りを考えていく必要がある。本年度、ソフトフィンガに適した材質としてゲル状の軟質ウレタン樹脂を選び指先を製作し、衝撃力の吸収特性などを調べ材質の選定を行った。また、その特性を踏まえ、把握操り系のモデル化を行った。把握操り系の運動は指と対象物の運動方程式と変数間の拘束によって記述され、ソフトフィンガを用いる影響はこの拘束条件中に現れる。本研究では、指先の変形を指の中心方向であると仮定することで、ソフトフィンガを用いた場合の拘束条件を導出することが出来た。また、指先からモーメントが与えられる点も剛体の指先と異なるため、この点についてのモデル化も行った。上記モデルを用いた把握操り制御系を設計し、シミュレーションにより効果を確認した。また、昨年度製作したワイヤ駆動型3本指ハンドによる把握操り系の実現を目指し、実験機の改良ならびにモデル化を行った。ワイヤ駆動型の場合、モータによる直接駆動に比べて指を小型に出来る反面、ワイヤ部の伸びを考慮したモデルが必要となる。本年度、その特性を考慮したモデル化を行い、実験機のデータをもとにワイヤ特性の同定を行った。シミュレーションによる動作確認を完了し、現在、把握操りを行う実験プログラムを製作中である。