Delicate and flexible support by humans to remote robots with force feedback

人类通过力反馈为远程机器人提供微妙灵活的支持

• 批准号: 21K11865
• 负责人: 石橋 豊
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K11865/
• 关键词: 遠隔ロボット支援; 力覚フィードバック; QoS制御; 安定化制御; AI技術

一人の利用者が触覚デバイスを用いて、力覚センサを有する遠隔の産業用ロボットの動作をビデオを見ながら、そのロボットアームを操作するシステムを二つ用いて、ロボットアーム間で一つの物体を運ぶ作業に対して、以下の研究を行った。(1) 移動ロボットを考慮し、凸凹した道を移動しながら、二つのロボットアームによって把持された一つの物体を運ぶ作業において、突然大きな位置変化が生じる場合に、位置変化の方向だけでなく、その他の方向にも大きな力が加わる（具体的には、ロボットアームが大きく下落するときには、左右の方向にも大きな力が加わる）ことが判明したため、距離と時間に関する公式と運動方程式を利用してロボットアームの位置を調整する制御を複数の方向に適用し、実験によってその効果を確認した。また、ロボットアームの代わりに人がマジックハンドを用いて作業する場合との比較も行い、人と同程度以上に作業できることを可能とした。(2) 劣悪な通信環境での作業を想定し、作業の途中で通信が途絶したり、パケット欠落率が高くなる場合の制御として、通信が可能なときは適応型Δ因果順序制御によってロボットアームの位置を調整し、パケット欠落が生じる場合には、力覚センサの値を用いた力調整制御によって位置調整を行う方法を提案し、その有効性を確認した。(3) ロボット-人、ロボット-ロボットの間だけでなく、人-人の間での協調を高安定・高品質に行うため、粘弾性の適応制御を適応し、ロボットからの力と人からの力の両方を感じながら作業できるようにし、その効果を検証した。また、二人の利用者が一つのロボットアームを触覚デバイスを用いて遠隔操作する場合と、一人で操作する場合との比較を行い、二人で作業する方が優れていることを明らかにした。(4) 一つの物体を両側から挟んで移動する作業に対して、強化学習を適用し、オフラインでの学習効果を確認した。

Touch one の ik が 覚 デ バ イ ス を with い て, force 覚 セ ン サ を have す る far の industrial ロ ボ ッ ト の action を ビ デ オ を see な が ら, そ の ロ ボ ッ ト ア ー ム を operation す る シ ス テ ム を two つ with い て, ロ ボ ッ ト ア ー ム で between a つ の object を lorry ぶ work に し seaborne て line, the following の を っ た. (1) Mobile ロ ボ ッ ト を し, convex concave し た way を mobile し な が ら, two つ の ロ ボ ッ ト ア ー ム に よ っ て holding さ れ た a つ の object を lorry ぶ work に お い て, suddenly き な location - the が raw じ に る occasions, position - の direction だ け で な く, そ の he の direction に も big き な が わ / る (specific に は, ロ ボ ッ ト ア ー ム が き く whereabouts す る と き に は direction, left and right sides is の に も big き な が わ / る) こ と が.at し た た め と time and distance に masato す る formula を と movement equations using し て ロ ボ ッ ト ア ー ム を の position す る suppression を に し, plural の direction be 験 に よ っ て そ の unseen fruit を confirm し た. ま た, ロ ボ ッ ト ア ー ム の generation わ り に people が マ ジ ッ ク ハ ン ド を with い て homework す る occasions と の と compare も い, people with degree above に homework で き る こ と を may と し た. (2) Bad 悪 な communications environment で の homework を し scenarios, homework の way が で communication way off し た り, パ ケ ッ ト owe fall rate high が く な る occasions の suppression と し て, communication が may な と き は optimum type 応 Δ causal sequence suppression に よ っ て ロ ボ ッ ト ア ー ム を の position adjustment し, パ ケ ッ ト owe fall が raw じ る occasions に は, force 覚 セ ン サ の numerical を with い た force adjustment system To adjust the position of によって, implement the う method を, propose を, そ, <s:1>, and confirm を た. (3) ロ ボ ッ ト - people, ロ ボ ッ ト ロ - ボ ッ ト の between だ け で な く, people - people の で の coordination を high stability, high quality line に う た め, 弾 の close-fitting 応 suppression を optimum 応 し, ロ ボ ッ ト か ら ers と の か ら の の force that struck party を feeling じ な が ら homework で き る よ う に し, そ の unseen fruit を 検 card し た. ま た, two people の ik が a つ の ロ ボ ッ ト ア ー ム を touch 覚 デ バ イ ス を with い て remote operation す る と, one で す operation る occasions と の is line を い, two で す る party が optimal れ て い る こ と を Ming ら か に し た. (4) a つ を の object struck side か ら carry ん move で す る homework に し seaborne て, reinforcement learning を し, オ フ ラ イ ン で の learning services fruit を confirm し た.

项目成果

Comparison of collaboration methods between users in remote robot systems with force feedback

力反馈远程机器人系统中用户协作方法比较

• 发表时间: 2021
• 作者: R. Ye;Y. Ishibashi;P. Huang;Y. Tateiwa
• 通讯作者: Y. Tateiwa

Effect of neural network on robot position control using force information

神经网络对利用力信息的机器人位置控制的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Y. Zhang;P. Huang;Y. Ishibashi;T. Okuda;K. E. Psannis
• 通讯作者: K. E. Psannis

Enhanced abilities of humans and robots with force feedback

通过力反馈增强人类和机器人的能力

• 发表时间: 2021
• 作者: 宅間 春介;日下 佳祐;伊東 淳一;Y. Ishibashi
• 通讯作者: Y. Ishibashi

移動を考慮した遠隔ロボットシステムにおける力覚センサを用いたロボット移動制御の効果

考虑运动的远程机器人系统中使用力传感器的机器人运动控制的效果

• 发表时间: 2023
• 作者: 中川博詞;石橋豊;黄平国;立岩佑一郎
• 通讯作者: 立岩佑一郎

力覚フィードバックを用いた遠隔ロボットシステム間で物体を挟んで運ぶための力調整制御

使用力反馈在远程机器人系统之间夹入和运输物体的力调节控制

• 发表时间: 2022
• 作者: 加藤広也;石橋豊;大西仁;黄平国
• 通讯作者: 黄平国