Elucidation of the mechanism by which human hand skeletal geometry improves grasping ability using a anthropomimetic robot

使用拟人机器人阐明人手骨骼几何形状提高抓取能力的机制

• 批准号: 22K04025
• 负责人: 東郷 俊太
• 金额: $ 2.58万
• 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 Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04025/
• 关键词: 人体模倣; ロボットハンド; ロボットフィンガー; 手首; 生物模倣; ワイヤ牽引機構; 劣駆動機構; リーダー・フォロワー制御; 人体模倣ロボット; 筋骨格系; 把持; 人間化ロボティクス

本研究の目的は，ヒトの手指骨格形状そのものが物体の把持能力向上に寄与していることを明らかにすることであり，そのために人体模倣ロボットハンドを開発する．今年度は，第一に人体模倣ロボットハンドの開発に取り組んだ．Xuらの先行研究を参考に，人体模倣ロボットハンドの構築を試みた．ヒトの右手の骨のCTスキャンデータを3Dプリントした骨に対して，鎖編みのPEワイヤで靭帯を再現し，内在筋をゴムシートで再現した．筋腱はPEワイヤと小型サーボモータによるワイヤ牽引機構で再現した．最終的に，15関節を10本のワイヤで駆動させる劣駆動人体模倣ロボットハンドを作成した．また，ヒトの動きをトレースするために，曲げセンサを貼り付けたグローブを作成し，リーダー・フォロワー制御系を構築した．構築した制御系を用いて，先行研究で報告された多様な日常生活物品を把持できることを確認し，手の中で物体を操作するin hand動作も操作者へのフィードバックなしで実現できることを確認した．以上の結果より，人体模倣ロボットハンドを構築するためのノウハウを得ることができ，先行研究では省略されていた母指対向に関する自由度の重要性を確認できたため，次年度以降の改善点とする．また，人体模倣ではない簡易的なロボットハンド機構を用いてヒトと同等の4指比を持つロボットと統一された4指比を持つロボットを作成し，円柱把持能力を比較した．結果，ヒトと同等の4指比を持つほうが多様な径の円柱を強く把持できることがわかった．今後は人体模倣ロボットハンドを用いて同様の実験を行う予定である．さらに，ワイヤを高い牽引力で牽引するための無限巻取り機構は，先行研究では比較的大きいことが課題であったが，ワイヤの押し付け機構を工夫することで，約60 %の小型化に成功した．次年度以降はさらに機構を改良しながら，人体模倣ロボットハンドに実装していく予定である．

The purpose of this study is to improve the ability to control objects in the bone shape of the fingers and the ability to control objects. This year, the first mannequin, the first mannequin, is designed to start the acquisition program, the first mannequin, this year, the first mannequin, the first mannequin. The mannequin model, the human body model, the right hand, the CT, the right hand, the bone, the bone, the In this paper, the mechanical model of the human body is designed and made. The machine is used to make the machine. The machine is used to make the system. First of all, study the report, report, and daily necessities, control the daily necessities, and manipulate the in hand in the hand. the operator

项目成果

未来時間を考慮した仮想軌道に基づく繰り返し制御法

考虑未来时间的基于虚拟轨迹的迭代控制方法

• 发表时间: 2022
• 作者: K. Li;Y. Kinoshita;D. Sakai;Yukio Kawano;梅田 佳歩,姜 銀来,横井 浩史,東郷 俊太
• 通讯作者: 梅田 佳歩,姜 銀来,横井 浩史,東郷 俊太

Improvement of precision grasping performance by interaction between soft finger pulp and hard nail

通过软指腹与硬指甲的相互作用提高精确抓取性能

• DOI: 10.1089/soro.2021.0231
• 发表时间: 2023
• 期刊: Soft Robotics
• 影响因子: 7.9
• 作者: Ayane Kumagai;Yoshinobu Obata;Yoshiko Yabuki;Yinlai Jiang;Hiroshi Yokoi;Shunta Togo
• 通讯作者: Shunta Togo

靭帯型拘束法を用いたワイヤ牽引転がり関節の設計と評価

韧带式约束法钢丝牵引滚动接头设计与评价

• 发表时间: 2022
• 作者: Hirotaka Sugiura;Shinya Sakuma;Fumihito Arai;梅澤 亮,姜 銀来,横井 浩史,東郷 俊太
• 通讯作者: 梅澤 亮,姜 銀来,横井 浩史,東郷 俊太

合成繊維ワイヤの牽引に適したドラム同期型無限巻取り機構の開発

适用于牵引合成纤维丝的滚筒同步无限卷绕机构的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: Ayane Kumagai;Yoshinobu Obata;Yoshiko Yabuki;Yinlai Jiang;Hiroshi Yokoi;Shunta Togo;梅田 佳歩，姜 銀来，横井 浩史，東郷 俊太;工藤 陸，島田 孝太，小畑 承経，姜 銀来，横井 浩史，東郷 俊太
• 通讯作者: 工藤 陸，島田 孝太，小畑 承経，姜 銀来，横井 浩史，東郷 俊太

捕球動作に有効なヒトの捕球形態の分類とロボットハンドの捕球形態への応用

有效接球动作的人类接球形式的分类及其在机器人手接球形式中的应用

• 发表时间: 2023
• 期刊: バイオメカニズム学会誌
• 作者: 東島 涼香 ; 姜 銀来 ; 横井 浩史 ; 東郷 俊太
• 通讯作者: 東郷 俊太