陳列棚の状態の認識に基づくピッキングや充填作業のためのロボットの動作計画

基于货架状况识别的机器人拣选和灌装作业运动规划

基本信息

批准号：
22KJ2137
负责人：
元田智大
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2137/
关键词：
ロボットマニピュレーション機械学習深層学習

项目摘要

ロボットの活用が期待される具体的な場面として，倉庫の整理やコンビニでの陳列作業を挙げる。しかし，対象物の取り出しには常に落下や周辺の散らばりを引き起こすリスクがある。近年AIを組み込んだシステムが作業場のピッキング自動化に大きく貢献したが，人間の作業者のように商品を丁寧に扱うことが考慮されていないため，利用が限定的である上，個別に適用するには特殊ケースへの対応が必須であった。そこで，バラ積み等の複雑シーンを俯瞰的に理解し丁寧かつ安全なロボットマニピュレーションの展開を考えるのが本研究課題である。本研究では物体操作に伴う周辺の崩れ発生のシミュレーションを基準として，物体間の位置や接触情報を分類した「支持関係」の同定を行い，物体操作に考慮すべきシーンの認識に取り組んでいる。本課題はロボットを用いた自動化の学術的な発展の貢献があり，さらに実環境においても倉庫業務における例外処理や連続作業への効果が期待できる。本年度，実施計画１年目において支持関係に基づくマニピュレーションの事例について，陳列棚の整理作業に関する操作法を予定通りに取り組み，検証を実施した。本成果は，学術誌への論文投稿（査読あり，掲載済み）により発表された。また次年度の２年目以降に予定していた「バラ積み環境の分析」に関して，前述の支持関係の同定をベースに予備的検証を行っている。陳列作業の代表的なシーンに限定した場合を対象として，木構造によりバラ積み環境を表現する新しい手法に取り組んだ。この検証結果は学術誌へ投稿（査読あり，受理済み）している。今後は，操作の応用や汎用的なシーンの認識が次年度以降の研究課題である。具体的には，有用な入力情報の統合処理可能な深層学習モデルを構築や，ロボットが機能として有するマニピュレーション性能を効果的に運用する戦略の設計が検討されている。

预计将使用机器人的具体情况包括组织仓库并在便利店展示。但是，卸下对象时，总是有掉落或散射在该区域周围的风险。近年来，合并AI的系统为在工作场所的自动选择做出了巨大贡献，但是由于不考虑使用产品的使用，例如人工工人，因此它是有限的，并且特殊情况是单独应用它们的必不可少的。因此，该研究主题是从鸟类的视野中了解复杂的场景，例如散装和其他事物，并考虑开发精心且安全的机器人操纵。在这项研究中，基于对物体操纵附近崩溃的发生的模拟，我们确定了对象之间的位置和联系信息的“支持关系”，并努力识别应在对象操作中考虑的场景。这个问题有助于机器人自动化的学术发展，在实际环境中，也可以预期它将有效地处理仓库运营中的例外和持续工作。今年，在实施计划的第一年，我们根据支持关系对操纵操作进行了调查，并对计划组织显示货架的操作方法进行了测试。这些结果是通过向学术期刊提交论文（经过同行评审和出版）发表的。此外，根据上述对支持关系的识别，计划了第二年及以后的“散装环境分析”。我们已经采用了一种使用木结构来表达大型环境的新方法，该案例针对显示工作仅限于典型场景的情况。此验证的结果已提交给学术期刊（经过同行评审和接受）。将来，运营的应用和通用场景的认可将是我们明年及以后的研究主题。具体而言，可以整合有用的输入信息的深度学习模型的构建，并设计策略，以有效运行机器人作为功能的操纵性能。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

崩れ予測に基づく多段階ばら積みピッキング手法

基于塌陷预测的多阶段散货拣选方法

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Motoda Tomohiro;Petit Damien;Nishi Takao;Nagata Kazuyuki;Wan Weiwei;Harada Kensuke;元田智大，ダミアン・ジェラルド・プティ，西卓郎，永田和之，万偉偉，原田研介
通讯作者：
元田智大，ダミアン・ジェラルド・プティ，西卓郎，永田和之，万偉偉，原田研介

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