リアルタイム視触覚フィードバックによる多指ハンドの制御と柔軟物ハンドリングへの適用

使用实时视觉触觉反馈控制多指手并应用于灵活的物体处理

• 批准号: 02F00081
• 负责人: 平井 慎一
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00081/
• 关键词: 把持; 安定; 物体操作; 動的変形; 柔軟指; 制御; 動特性; 軌道制御; ハンドリング; タクタイルセンサ; 分布圧; モデリング; 視触覚フィードバック; ダイナミクス; 変形

本年度は,柔軟指による物体の安定把持と軌道制御を実現する制御則を導くとともに,制御則を二自由度ハンドに実装し,その性能を実験的に評価した.柔軟指が有する動特性,物体から指に作用する反力,指を駆動するアクチュエータの動特性を含めて,二自由度ハンドのダイナミクスを導出し,そのダイナミクスをもとに制御則を導いた.安定把持と軌道制御のダイナミックシミュレーションをPC上で行い,制御則の有用性を検証した後で,実際の二自由度ハンドを用いて制御則の有効性を実験的に検証した.柔軟指が有する動特性のモデリングにおいては,柔軟指を円柱形の集合とみなし,各円柱が対象物体と接触することにより生じる縮みと膨らみをモデリシグした.柔軟指を構成する材料のヤング率,ポワソン比,粘性率から,指全体が有する動特性を構成する.動特性の同定においては,柔軟指の下部にタクタイルセンサを敷き,柔軟指に変位を与えたときに現れる圧力分布を計測した.変位と圧力分布から,動特性を同定した.制御則の導出においては,柔軟指の変形と変形速度を考慮した制御則を導いた.柔軟指の変形と変形速度を考慮した項としてγ項を提案した.同定した指先の動特性を用いてシミュレーションを行い,物体の安定な把持とステップ軌道,正弦軌道,ランプ軌道に対する追従性を検証した.その結果,柔軟指の変形と変形速度を考慮して制御することで,より正確な軌道追従を実現できることが示された.また,二本の指の粘弾性特性やアクチュエータの動特性の違いに関わらず,安定把持と軌道追従が可能であることを実験的に示し,安定把持と軌道追従のパフォーマンスを定量的に示した.

This year, the stability control and orbit control of soft objects are evaluated. Soft fingers have dynamic characteristics, the reaction force of the finger when the object moves, and the dynamic characteristics of the finger include two degrees of freedom. The stability control orbit control system is implemented on PC, and the effectiveness of the control principle is verified. The soft finger has a set of cylinders, and the cylinders are in contact with each other. Soft refers to the composition of the material, the ratio of viscosity, and the composition of dynamic characteristics. Dynamic characteristics of the same time, the soft finger lower part of the soft finger position and pressure distribution measurement The dynamic characteristics are constant. Control principle is derived from soft finger shape and velocity. The soft part of the body is shaped like a triangle. The same refers to the dynamic characteristics of the object, the stability of the object, the control of the orbit, the sinusoidal orbit, and the tracking property. As a result, the soft finger shape and shape velocity are considered and controlled, and the correct track tracking is realized. The stability control and track tracking are possible, and the stability control and track tracking are quantitative.

项目成果

Byoung-Ho Kim, Shinichi Hira: "Characterizing the Dynamic Deformation of Soft Fingertips and Analyzing Its Significance for Multi-Fingered Operations"IEEE International Conf. on Robotics and Automation. (Accepted). (2004)

Byoung-Ho Kim、Shinichi Hira：“表征软指尖的动态变形并分析其对多指操作的意义”IEEE 国际会议。

Kwi-Ho Park, Byoung-Ho kim, Shinichi Hirai: "Development of a Soft-fingertip and Its Modeling Based on Force Distribution"Proc. of the 2003 IEEE International Conf. on Robotics and Automation. 3169-3174 (2003)

Kwi-Ho Park、Byoung-Ho kim、Shinichi Hirai：“软指尖的开发及其基于力分布的建模”Proc。

Kwi-Ho Park, Byoung-Ho Kim, Shinichi Hirai: "Development of a Soft-fingertip and Its Modeling Based on Force Distribution"2003 IEEE International conference on Robotics and Automation. (発表予定). (2002)

Kwi-Ho Park、Byoung-Ho Kim、Shinichi Hirai：“软指尖的开发及其基于力分布的建模”2003 年 IEEE 国际机器人与自动化会议（即将发表）。

朴貴浩, 金丙鎬, 平井慎一: "物体操作のためのタクタイルセンサを用いた柔らかい指先のモデリング"第20回日本ロボット学会学術講演会予稿集. (CD-ROM). (2002)

Ki-ho Park、Bye-ho Kim 和 Shin-ichi Hirai：“使用触觉传感器进行物体操纵的软指尖建模”日本机器人学会第 20 届年会论文集（CD-ROM）。

Kwi-Ho Park, Byoung-Ho Kim, Shinichi Hirai: "Two-dimensional Contact Model of a Soft Fingertip and Comparison with Tactile Sensor Measurements"Proc. of the SICE System Integration Division Annul Conf. of Japan. 393-394 (2002)

Kwi-Ho Park、Byoung-Ho Kim、Shinichi Hirai：“软指尖的二维接触模型及其与触觉传感器测量的比较”Proc。