Synergy control of a five-fingered musculoskeletal robot hand based on coordination of agonist-antagonist muscle

基于主动拮抗肌协调的五指肌肉骨骼机器人手协同控制

• 批准号: 23560524
• 负责人: NISHIKAWA Atsushi
• 金额: $ 3.41万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23560524/
• 关键词: 筋骨格ロボット; ロボットハンド; バイオロボティクス; バイオミメティクス; センサレス化; 生体ゆらぎ; 筋シナジー; 空気圧アクチュエータ; 把持姿勢; 把持力; 関節モデル; 転がり接触

Robots that can coexist with people in medical and aging care industries must be safe and flexible because they work directly with humans. Pneumatic actuators are useful for achieving this goal because they are lightweight units with natural compliance. Our research focuses on human-like robotic joints fitted with pneumatic actuators to mimic the mechanism of the human musculoskeletal structure and bio-inspired control for a pneumatically driven five-fingered musculoskeletal robot hand, which has an antagonistic muscle pair for each joint. (1) We have investigated the validity of the proposed human-like joint model both theoretically and experimentally, (2) measured and statistically analyzed grasping posture and force distribution of the human hand, (3) developed a sensor-less joint angle / contact force estimation system, and finally (4) demonstrated a biologically inspired control algorithm by implementing the musculoskeletal robot hand.

在医疗和老年护理行业中，能够与人共存的机器人必须安全灵活，因为它们直接与人类一起工作。气动执行器对于实现这一目标是有用的，因为它们是具有自然顺应性的轻质单元。我们的研究重点是类似人类的机器人关节配备气动执行器，以模仿人体肌肉骨骼结构的机制和生物启发的控制，用于驱动的五指肌肉骨骼机器人手，每个关节都有一对拮抗肌肉。(1)我们从理论和实验两方面研究了所提出的类人关节模型的有效性，（2）测量和统计分析了人手的抓取姿态和力分布，（3）开发了一个无传感器的关节角度/接触力估计系统，最后（4）通过实现肌肉骨骼机器人手演示了一种生物启发的控制算法。

项目成果

広報誌への掲載 なんとこちらもロボットの手!!/ロボットの動きを変える、人間と同じ動き方の医療・産業ロボット.信大NOW 82号スマートテキスタイルがもたらす快適な未来pp. 5-8, 2013年7月29日発行

公关杂志刊登 这也是机器人的手！/与人类一样移动的医疗和工业机器人，改变机器人的动作 Shindai NOW 第82期 智能纺织品带来的舒适未来第5-8页。 , 2013 年 7 月 29 日发表

人間の筋骨格構造を模倣した外転・内転機能を有する示指MP関節モデルの提案

模拟人体肌肉骨骼结构的具有外展和内收功能的食指MP关节模型的提出

• 发表时间: 2013
• 作者: Eiko Furutani;Yutaka Nakayama;Takehiro Takeda;and Gotaro Shirakami;西村祥一郎,西川敦
• 通讯作者: 西村祥一郎,西川敦

ヒトの中手指節関節を模倣した関節モデルの提案

模拟人类掌指关节的关节模型的提案

• 发表时间: 2012
• 作者: Maricris Marimon;Daisuke Tanaka;and Kenji Sugimoto;石川寛典,Chang-Hyun Sung,香川高弘,宇野洋二;遠藤有紗,西川敦
• 通讯作者: 遠藤有紗,西川敦

ゆらぎを用いた多自由度5指ロボットハンドの指先位置制御

利用波动控制多自由度五指机械手的指尖位置控制

• 发表时间: 2014
• 作者: Viet Ha Nguyen;Yoshiyuki Yamashita;Moonyong Lee;井出翔一郎,西川敦
• 通讯作者: 井出翔一郎,西川敦

ヒトの筋骨格系の解剖学的構造に示唆を得たロボットフィンガーの開発―ヒトの中手指節関節を模倣した転動関節モデルの提案・評価―

受人体肌肉骨骼系统解剖结构启发开发机器人手指 - 模仿人体掌指关节的滚动关节模型的提案和评估 -

• 发表时间: 2012
• 作者: Kenji Sugimoto;Akihiro Doi;and Tadashi Matsumoto;遠藤有紗,西川敦
• 通讯作者: 遠藤有紗,西川敦