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

基于接近感和滑动感的机械手智能研究

• 批准号: 15J10533
• 负责人: 小山 佳祐
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J10533/
• 关键词: 接触検知センサ; 近接覚に基づく把持制御; 高速・ソフトタッチでの把持; Time-to-contact; 物体表面の変形検出; 柔らかさ識別

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．

This study aims to explore the development of unknown objects at high speeds. The position, posture and shape of the object are adjusted according to the position, weight and friction coefficient of the object. During the year, the proximity detector was used to indicate the advanced position control and contact status, 1) high sensitivity contact detection and detection, 2) contact detection and proximity detector was used to indicate the basic control. In the future, the durability of the touch screen will be improved, and the contact sensitivity will be reduced. It will be difficult to detect the touch screen correctly, and it will be difficult to detect the touch screen after contact.そこで，ゴムカバーと検出素子が一体となった1)のセンサを开発した. The light waves are reflected by transparent surfaces, and the light is reflected by transparent surfaces. The sensitivity of the contact force is determined by the thickness of the contact force. Contact information for forces below 6g indicates that the surface is loaded and the contact information is functional. High-sensitivity contact detection 3 refers to multi-degree of freedom for the installation of wood, wood, etc. The result is that after contact with the object, it is possible to adjust the position of the object The above, high-sensitivity contact detection, close contact, close contact.

项目成果

Grasping Control Based on Time-To-Contact Method for a Robot Hand Equipped with Proximity Sensors on Fingertips

基于接触时间法的指尖接近传感器机械手抓取控制

• 发表时间: 2015
• 作者: Yutaka Tabuchi;Seiichiro Ishino;Atsushi Noguchi;Toyofumi Ishikawa;Rekishu Yamazaki;Koji Usami;Yasunobu Nakamura;宇高健太郎;Keisuke Koyama
• 通讯作者: Keisuke Koyama

Pre-grasp Control for Various Objects by the Robot Hand Equipped with the Proximity Sensor on the Fingertip

指尖配备接近传感器的机械手对各种物体进行预抓取控制

• DOI: 10.7210/jrsj.33.712
• 发表时间: 2015
• 期刊: Journal of the Robotics Society of Japan
• 作者: 田渕豊;石野誠一郎;野口篤史;石川豊史;山崎歴舟;宇佐見康二;中村泰信;小山佳祐,鈴木陽介,明愛国,下条誠
• 通讯作者: 小山佳祐,鈴木陽介,明愛国,下条誠

Grasping with contacting each finger simultaneously by the robot hand equipped with optical proximity sensors on fingertips (Estimation of reflectance of the object surface and calibration the sensor output)

通过指尖配备光学接近传感器的机器人手同时接触每个手指进行抓取（估计物体表面的反射率并校准传感器输出）

• DOI: 10.1299/transjsme.15-00366
• 发表时间: 2016
• 期刊: Transactions of the JSME (in Japanese)
• 作者: Misako Hatono;Kei Yoshimura;Dai Yamazaki and Taikan Oki;宇髙健太郎;小山佳祐 ，鈴木陽介 ，明愛国 ，下条誠
• 通讯作者: 小山佳祐 ，鈴木陽介 ，明愛国 ，下条誠

指先近接覚センサを用いた未知形状にならうRCサーボを用いたモジュール型ロボットハンド

使用 RC 伺服系统的模块化机器人手，使用指尖接近传感器遵循未知形状

• 发表时间: 2015
• 作者: Byunggi Kim;Ryoichi Iida;Hong Duc Doan;and K. Fushinobu;久松 和樹
• 通讯作者: 久松 和樹

Grasping Strategy for Moving Object using Net-Structure Proximity Sensor and Vision Sensor

使用网络结构接近传感器和视觉传感器的运动物体抓取策略

• 发表时间: 2015
• 作者: Byunggi Kim;Hong Duc Doan;and Kazuyoshi Fushinobu;Yosuke Suzuki
• 通讯作者: Yosuke Suzuki