人間の手指運動のロボット工学的解析

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人間の作業を代替させる機械を実現することが、ロボットの目的の一つであった。それ故、指ロボットの研究では、暗黙のうちに人間の指が理想の姿とされる場合が多い。ところが、人間の指は医学、スポーツ科学、バイオメカニクスなどの分野で研究は進んでいるものの、複雑な多自由度運動、機構的・運動制御的筋肉の干渉、筋肉・皮膚組織自体の非線形性などのために力学的性質に不明な点が多い。従って、ロボット設計者は人間の指の特性が不明なままに、人間と同じ作業を行うことを期待する指ロボットを設計・製作せざるを得ない。このような理由から、人間の手指の力学的能力をロボット指設計の観点によって計測・解析する必要が高まっている。本研究では人間の指機能に近いロボット指を製作するために、人間の指機能の能力を計測・解析し、指ロボット設計の指針となるデータを蓄積する。一般に人間の特性は非常に強い非線形性を有し、単なるデータの収集と蓄積だけではロボットの設計に有用な指針を示すことはできない場合が多い。そこで本研究では、蓄積されたデータの中からロボット指設計のために重要で理解し易い表現を与えることを試みる。具体的には、次のような項目に関して計測・解析を行った。1.指先摩擦特性 2.指先からの発生力静特性 3.指先発生力静特性の指間での干渉 4.指のインピーダンス特性