柔軟指によるロボットマニピュレーションと文字手書きにおける人体補助具への応用

使用灵活手指的机器人操作及其在人类手写辅助设备上的应用

• 批准号: 02F00823
• 负责人: 平井 慎一
• 金额: $ 0.9万
• 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 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00823/
• 关键词: 物体操作; 柔軟指; 人工装具; モデリング; ボンドグラフ; ダイナミクス; シミュレーション; 手指; 文字手書き; 補助具; 動特性; 接触

ロボットマニュピレーションの最も実用的な応用のひとつは,障害者のリハビリテーションのための補助具である.我々は,指の補助具に関して,簡単で実用的な手法を提案した.特に,親指の損失に関するリハビリテーション用のメカニズムを構築した.この補助具は,残った指と失った指を代行するメカニカルな指の巧みな連動動作を実現する.これにより,最も日常的な作業を行う能力,たとえば文字を書く動作を実行することができる.この補助具は一部の指を失った手にグローブとして着用することができる.また安価でシンプルであり,障害者が簡単に装着することができる.本年度はコンセプト,デザイン,モデリング,シミュレーション,義指のメカニズムの開発を,体系的に統合した.ボンドグラフの技術は義指のモデルやメカニズムのダイナミクスのシミュレーションに使われてきた.特に,関節における動作や柔軟指による物体把持,相互接触に有効である.腱駆動やそのダンピング,また関節における摩擦をモデル化しシミュレーションを行った.我々はベクトルボンドグラフを使って人の骨格ダイナミクスをモデル化した.提案手法は手の補助具のメカニズムだけでなく,人の体の他の部分にも応用できる.補助具システムにおいて,駆動関節から受動関節への動作の伝達は,関節軸の位置関係が固定されていないため,モデリングが困難であった.ベクトルボンドグラフを使うことにより,このメカニズムを表すことに成功した.さらに,ボンドグラフオブジェクトモジュールのコンセプトを発展させ,補助具システムのモデリングを容易にした.これにより,数値シミュレーションを実現すること,システムを深く理解することが,容易になる.

ロ ボ ッ ト マ ニ ュ ピ レ ー シ ョ ン の も most be used な 応 with の ひ と つ は, handicap is の リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン の た め の subsidies have で あ る. I 々 は, refers to the の subsidies に masato し て, Jane 単 で be used な technique proposed を し た. に, close to の loss に masato す る リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン with の メ カ ニ ズ ム を build し た. こ の subsidies は, residual っ た refers to と lost っ た refers to を designated す る メ カ ニ カ ル な refers to の qiao み な muscle movements を be presently す る. こ れ に よ り, most も daily を な assignments Text line う, た と え ば を book く action を line be す る こ と が で き る. こ の subsidies have は lost a の refers to を っ た hand に グ ロ ー ブ と し て with す る こ と が で き る. ま た Ann 価 で シ ン プ ル で あ り, handicap person が Jane 単 に containing す る こ と が で き る. This year は コ ン セ プ ト, デ ザ イ ン, モ デ リ ン グ, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン, righteousness means の メ カ ニ ズ ム の open 発 を, integration of system に し た. ボ ン ド グ ラ フ の technology は righteousness means の モ デ ル や メ カ ニ ズ ム の ダ イ ナ ミ ク ス の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に make わ れ て き た. Special に, joint における action や soft finger による object holding, mutual contact に effective である. Tendon 駆 dynamic や そ の ダ ン ピ ン グ, ま た masato section に お け る friction を モ デ ル change し シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た. I 々 は ベ ク ト ル ボ ン ド グ ラ フ を make っ て people の bone ダ イ ナ ミ ク ス を モ デ ル change し た. The proposal approach is to use the manual, the accessory, the メカニズムだけでなく, the human body, the other part, the に, 応, and the で, る. Subsidies have シ ス テ ム に お い て, dynamic masato 駆 section か ら section by dynamic masato へ の action の 伝 は, masato masato is の section shaft position が fixed さ れ て い な い た め, モ デ リ ン グ が difficult で あ っ た. ベ ク ト ル ボ ン ド グ ラ フ を make う こ と に よ り, こ の メ カ ニ ズ ム を table す こ と に successful し た. さ ら に, ボ ン ド グ ラ フ オ ブ ジ ェ ク ト モ ジ ュ ー ル の コ ン セ プ ト を 発 exhibition さ せ, subsidies have シ ス テ ム の モ デ リ ン グ を easy に し た. こ れ に よ り, the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を be presently す る こ と, シ ス テ ム を deeper understanding す く る こ と が, easy に な る.

项目成果

Anand Vaz, Shinichi Hirai: "Actuation of a Thumb Prosthesis using Remaining Natural Fingers"proceedings of 2003 IEEE/RSJ Int.Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS2003). 1998-2003 (2003)

Anand Vaz、Shinichi Hirai：“使用剩余自然手指驱动拇指假体”2003 年 IEEE/RSJ Int.Conf 会议记录。

Anand Vaz, Shinichi Hirai: "Bond Graph Modelling of a Hand Prosthesis during Contact Interaction"proceedings of 2003 IASTED Int.Conf. on Applied Simulation and Modeling (ASM2003). 313-318 (2003)

Anand Vaz、Shinichi Hirai：“接触交互过程中手假体的键合图建模”2003 年 IASTED Int.Conf 论文集。