人間の皮膚機能を模擬した4層立体分布型触覚センサのマイクロマシニングによる開発

开发利用微机械加工模拟人体皮肤功能的四层三维分布式触觉传感器

基本信息

批准号：
17656090
负责人：
青柳誠司
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kansai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,ロボットの動作をより自律的にするために,以下のことを目的とした.1)マイクロマシン技術により人間と同様に多数の素子を3次元的に分布させた触覚センサを作製する,2)各素子から得られる情報をニューラルネットワーク(以下NN)で処理して,汎化性に富み,ロバストな対象物との接触情報を得るための方法を検討する.前記1)に関して,前年度開発したシリコンよりも人間の皮膚と同様に可撓性に富むPDMS(シリコンゴムの一種)製の触覚センサについて,マイクロマシニングプロセスの改良を行い,実際にアレイ型センサデバイスの作製に成功した.専用のCV変換アナログ回路を作製して,印加圧力に対する線形性,応答性について検討し,実際に分布荷重の測定に成功した.前記2)に関して,前年度に引き続き有限要素法(FEM)を用いて人工皮膚に見たてたシリコンゴムの変形を解析し,その歪み分布を,水平・垂直方向に立体的に分布させた格子点(ここに触覚センサが配置されると仮定する)に割り付け,それらのデータをNNで処理した.力分布から,押し付けられた力の大きさ,力の方向,物体の形状,物体の姿勢(回転角度)を判定するNNをそれぞれ構築し,これらをモジュールとして統合した総合触覚判定システムを完成させた.また物体がセンサ表面を滑った場合に,力分布の時間推移から物体の凹凸,ヤング率,摩擦係数を判定するNNをそれぞれ構築し,これらを統合した動的な判定システムも完成させた.これは人間が対象物体のテクスチャ(ざらざら,すべすべ等)や硬さを検出できることを模擬したものである.実デバイスの作製,NNによる認識シミュレーションともに一定の成果を得たが(ジャーナルペーパー掲載),それらを組み合わせた実システムの構築・評価については,主に時間的な制約から実現には至らなかった.本萌芽研究の成果を基に今後も研究を継続し,人間に匹敵する分布型触覚センサの真の完成を目指したい.

在这项研究中，目的是使机器人的动作更加自主。1）我们制造了一个触觉传感器，其中许多元素像人类一样，在人类中，使用Microchine Technology在三维上分布，使用Microchine技术，2）我们研究一种方法，我们研究了一种通过与Neural网络（Neural网络）和一个rob tocle Absoct（NN）进行处理的信息，并通过处理多功能且可靠的对象（nn）和A nn的信息（nn）和A nn和A Ann Nn的信息来获取联系信息。关于1），PDM（硅）与去年开发的硅开发的人类皮肤一样灵活。对于由橡胶制成的触觉传感器，我们改善了微加工过程，实际上成功地制造了阵列型传感器设备。我们已经制造了专用的CV转换模拟电路，检查了对施加压力的线性和响应性，并实际上成功测量了分布载荷。关于上述2），我们使用上一年的有限元方法（fem）分析了在人造皮肤上看到的硅橡胶的变形，应变分布分布在水平和垂直方向上分布3D（在这里，我们已经分配了nns来确定施加的力量的幅度，该力的方向，构成对象的形状和对象的形状，即旋转的旋转范围，旋转的旋转，是一种旋转的旋转，是旋转的范围。这些是一个模块。当对象在传感器表面上滑动，以确定物体的不平衡，年轻的模量和摩擦系数，而动态判断系统的整合也可以构造出某些对象。真正的设备和使用NN的识别模拟（在期刊论文中发表），基于时间限制的实际系统的构建和评估是基于此胚胎研究的结果而实现的，我们希望继续我们的研究，并旨在真正完成与人类相当的完整分布式触觉传感器。