人体への接触を目的としたロボットハンドの製作とマッサージ動作への適用

本年度では、まず、前年度の成果を基に外力吸収、推定機能を有する関節機構を搭載した3関節フィンガーモジュールを製作した。また、製作したフィンガーモジュールには接触力の吸収とその大きさの推定をより効果的に行うため、指先に半球状のシリコーンゴムクッションを新たに設計・製作し取り付けた。基本性能の検証実験により指先および根元関節での外力吸収特性と推定が有効かっ高精度で行われることが確認された。つぎに、開発した3本のフィンガーモジュールを用いてロボットハンドを製作し、本研究の目的であるマッサージ動作のための制御則の構築、および実験による評価を行った。対象としたマッサージ動作は人の肌を摩るマッサージ動作である。前年度までに得られた心地よいマッサージ動作の実現要件を基に接触力と摩擦力の変化を抑制するための制御則を構築した。構成した制御ループは本フィンガーモジュールの有する外力推定機能を利用し、接触力と摩擦力を推定し、その結果を基に目標値に追従するよう指先の位置を制御する位置制御をベースとしたものである。また、指先、関節内に搭載したシリコーンゴム製のクッションの柔軟性が、身体表面の起伏や摩擦状況の違いを克服し、安定した接触の維持に寄与するものと期待した。実際に人の腕を摩る動作制御を行った結果、目標値通りの接触力と摩擦力の安定した制御が行え、被験者による主観評価においても、"優しく触れられている"といった好印象を得ることができた。以上の成果は、国際学会論文2件、国内学会論文1件、およびインターナショナルジャーナル投稿論文1件としてまとめ公表した。

本年度では、まず、前年度の成果を基に外力吸収、推定機能を有する関節機構を搭載した3関節フィンガーモジュールを製作した。また、製作したフィンガーモジュールには接触力の吸収とその大きさの推定をより効果的に行うため、指先に半球状のシリコーンゴムクッションを新たに設計・製作し取り付けた。基本性能の検証実験により指先および根元関節での外力吸収特性と推定が有効かっ高精度で行われることが確認された。つぎに、開発した3本のフィンガーモジュールを用いてロボットハンドを製作し、本研究の目的であるマッサージ動作のための制御則の構築、および実験による評価を行った。対象としたマッサージ動作は人の肌を摩るマッサージ動作である。前年度までに得られた心地よいマッサージ動作の実現要件を基に接触力と摩擦力の変化を抑制するための制御則を構築した。構成した制御ループは本フィンガーモジュールの有する外力推定機能を利用し、接触力と摩擦力を推定し、その結果を基に目標値に追従するよう指先の位置を制御する位置制御をベースとしたものである。また、指先、関節内に搭載したシリコーンゴム製のクッションの柔軟性が、身体表面の起伏や摩擦状況の違いを克服し、安定した接触の維持に寄与するものと期待した。実際に人の腕を摩る動作制御を行った結果、目標値通りの接触力と摩擦力の安定した制御が行え、被験者による主観評価においても、"優しく触れられている"といった好印象を得ることができた。以上の成果は、国際学会論文2件、国内学会論文1件、およびインターナショナルジャーナル投稿論文1件としてまとめ公表した。