近接覚・すべり覚に基づくロボットハンドの知能化に関する研究

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本研究は未知物体を高速に把持する知的ハンドの開発を目的としている．物体の位置・姿勢や形状に沿って指先配置を調整するために近接覚センサを使用し，重量や摩擦係数，柔らかさ等に応じた把持力・位置調整を実現するために触・すべり覚センサを用いる．本年度は，近接覚センサを用いた指先の位置制御を接触状態に拡張するために，1)高感度接触検知センサの開発し，2)接触検知・近接覚センシングに基づく把持制御を実現した．従来用いていた触・すべり覚センサは，耐久性向上のためにゴムカバーを張り付けていたが，これが接触検知感度を減少させるため，正確な接触タイミング検知が困難であり，近接覚センシングを接触後も続けることを難しくしていた．そこで，ゴムカバーと検出素子が一体となった1)のセンサを開発した．これは光導波式のセンサであり，透明ゴム表面に物体が接触した際に生じる光の乱反射を利用して接触を検知する．本センサはカバーの厚さ・柔らかさと接触力の検出感度を両立できる利点がある．実験により，6g重以下の力で接触を検知でき，また指先曲面に実装した場合においても接触検知センサとして機能することを確認した．高感度接触検知センサを3指多自由度ハンドに実装し，木製，ぬいぐるみ等の硬さの異なる物体に対し2)による把持実験を行った．この結果いずれの対象物においても接触後に指先のゴムカバーまたは物体表面が変形することにより近接覚センサの出力が変化するため，把持位置の調整が可能であった．以上より，高感度接触検知センサと近接覚センサの組み合わせにより，物体の形状，位置，姿勢，柔らかさに応じた高速な把持制御を実現した．