柔軟指操作 Heads: 平井　慎一 Contact: 井上　貴浩 Date: 2001〜 Mailing address: 立命館大学ロボティクス学科 〒525-8577　滋賀県草津市野路東1-1-1 Supported by: 2008〜2010 科学研究費補助金 (No.20246049) 人の巧みさに関する軟組織の力学の解明 Associated lab/group:杉山研究室(マイクロ機械システム工学科)

研究内容

本研究の目的は，柔軟な指先を有するハンドにより，物体を安定かつ器用に操作することである．リアルタイムビジョンで物体の位置と姿勢を，タクタイルセンサで把持力を計測し，フィードバックすることで，物体の安定把持と物体操作を実現する．制御則の構築と柔軟指先のモデリングを進める．

二自由度ハンドによる把持力制御

二自由度ハンドによる姿勢制御

担当

	名前	学年	学位
	井上　貴浩	岡山県立大学 助教	工学博士
	Van Anh Ho	D3	工学修士
	中谷　康隆	M2
	小野田　裕亮	M1
	石川　淳一	B4
	今井　翔	B4
	上本　宏明	Graduated	工学修士
	山﨑　雄二郎	Graduated	工学修士
	南谷　康夫	Graduated	工学修士
	藤井　郁夫	Graduated	工学修士
	岡田　健太	Graduated

研究発表

• Takahiro Inoue and Shinichi Hirai, Mechanics and Control of Soft-fingered Manipulation, Springer-Verlag, ISBN 978-1-84800-980-6, January, 2009

• Takahiro Inoue and Shinichi Hirai, Experimental Investigation of Mechanics in Soft-fingered Grasping and Manipulation, Oussama Khatib, Vijay Kumar, and Daniela Rus eds., Experimental Robotics X, Springer, Springer Tracts in Advanced Robotics 39, pp.13-22, 2008

• 平井 慎一, 物理世界と情報世界をつなぐソフトインターフェース, 日本ロボット学会誌, ロボティック・サイエンス論文特集号, Vol.28, No.4, pp.503-511, May, 2010
• 井上 貴浩, 平井 慎一, 柔軟指による把持物体の姿勢制御, 日本機械学会論文集C編, Vol.75, No.757, pp.2537-2546, Sept., 2009
• 井上 貴浩, 松井 俊樹, 平井 慎一, 視覚情報遅れを考慮した2指1自由度対ロボットハンドによる対向操り動作, 計測自動制御学会論文集, Vol.45, No.12, pp.678-687, Dec., 2009
• 井上貴浩, 藤井郁夫, 平井慎一, Qiang Wang, Dzung Viet Dao, 杉山進, マイクロフォース・モーメントセンサ埋め込み型柔軟指先の製作と圧縮実験による評価, 日本機械学会論文誌C編, Vol.73, No.736, pp.3228-3233, 2007
• 井上貴浩, 平井慎一, 柔軟指による物体把持と操作における力学の実験的解明, 日本ロボット学会誌, Vol.25, No.6, pp.951-959, 2007
• 井上貴浩, 平井慎一, ソフトフィンガ−型最小自由度ハンドを用いた把持・操り動作における安定把持効果, 計測自動制御学会論文集, Vol.43, No.2, pp.135-144, 2007
• 井上貴浩, 平井慎一, ロボットハンドによる把持・操り動作を実現する半球型ソフトフィンガの幾何学的・材料学的非線形性を考慮した弾性力モデル, 日本ロボット学会誌, Vol.25, No.2, pp.221-230, 2007
• Takahiro Inoue and Shinichi Hirai, Elastic Model of Deformable Fingertip for Soft-fingered Manipulation, IEEE Transactions on Robotics, Vol.22, No.6, pp.1273-1279, Dec., 2006
• 井上貴浩, 平井慎一, 半球型ソフトフィンガを有する最小自由度2指回転関節ハンドによる準静的把持・操り動作, 日本ロボット学会誌, Vol.24, No.8, pp.945-953, 2006
• 井上貴浩, 平井慎一, ロボットハンドによる物体操作のための半球型柔軟指の静的弾性モデル, 日本機械学会論文誌C編, Vol.72, No.715, pp.872-878, 2006

• Yujiro Yamazaki, Takahiro Inoue, and Shinichi Hirai, Two-Phased Controller for a Pair of 2-DOF Soft Fingertips Based on the Qualitative Relationship between Joint Angles and Object Location, Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp.4294-4301, Anchorage, May 3-8, 2010
• Takahiro Inoue and Shinichi Hirai, Robotic Manipulation with Large Time Delay on Visual Feedback Systems, IEEE/ASME Int. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM2010), pp.1111-1115, Montreal, Canada, July 7-9, 2010
• Takahiro Inoue, Shinichi Hirai, Daisuke Takizawa, Modelless and Grasping-Forceless Control by Robotic Fingers Capable of Mechanically Coupled Movement, IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS 2010), pp.5875-5879, Taipei, Oct. 18-22, 2010
• Takaniro Inoue and Shinichi Hirai, Parallel-distributed Model of Soft Fingertips in Three-dimensional Grasping and Manipulation, IEEE Int. Conf. on Robotics and Biomimetics (Robio 2008), pp.895-902, Bangkok, Thailand, Feb. 21-26, 2009
• Takahiro Inoue and Shinichi Hirai, Parallel-distributed Model in Three-dimensional Soft-fingered Grasping and Manipulation, Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp.2092-2097, Kobe, May 12-17, 2009
• Yujiro Yamazaki, Takaihro Inoue, and Shinichi Hirai, Two-Phased Force and Coordinates Controller for a Pair of 2-DOF Soft Fingers, IEEE Int. Conf. on Robotics and Biomimetics (Robio 2009), pp.931-937, Guilin, China, Dec. 19-23, 2009
• Takahiro Inoue and Shinichi Hirai, Task-selection Control by Thumb and Forefinger Based on Softfinger Contact, Third Asia International Symposium on Mechatronics (AISM2008), Sapporo, August 27-31, 2008
• Van Ho Anh, Viet Dzung Dao, Susumu Sugiyama, and Shinichi Hirai Force/Moment Sensing During Sliding Motion using a Micro Sensor Embedded in a Soft Fingertip, Proc. 10th Int. Conf. on Control, Automation, Robotics and Vision (ICARCV 2008), Dec. 17-20, Hanoi, Vietnam, 2008
• Takaniro Inoue and Shinichi Hirai, Two-stage Control via Virtual Desired Values in Soft-fingered Manipulation with Time Delay, IEEE Int. Conf. on Robotics and Biomimetics (Robio 2007), pp.577-583, Sanya, China, December, 2007
• Takahiro Inoue and Shinichi Hirai, A Two-Phased Object Orientation Controller on Soft Finger Operations, Proc. IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, pp.2528-2533, San Diego, U.S.A., October, 2007
• Takahiro Inoue and Shinichi Hirai, Stable Manipulation Mechanisms on Soft Fingers, 2007 IEEE/ASME Int. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM2007), ETH Zurich, Switzerland, Sept. 4-7, 2007
• Takahiro Inoue and Shinichi Hirai, Dynamic Stable Manipulation via Soft-Fingered Hand, Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp.586-591, Rome, April, 2007
• Takaniro Inoue and Shinichi Hirai, How Hemispherical Soft Fingertips Enhance Dexterity in Grasping and Manipulation, Workshop on Contact Interface in Robotic Manipulation: Modeling and Application, IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, Rome, April, 2007
• Takahiro Inoue and Shinichi Hirai, Study on Hemispherical Soft-Fingered Handling for Fine Manipulation by Minimum D.O.F. Robotic Hand, Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp.2454-2459, Orlando, May, 2006 Finalist of 2006 IEEE Int. Conf. Robotics and Automation Manipulation Best Paper Award
• Takaniro Inoue and Shinichi Hirai, Experimental Investigation of Mechanics in Soft-fingered Grasping and Manipulation, Proc. Int. Symp. on Experimental Robotics (ISER2006), Rio de Janeiro, July, 2006
• Ikuo Fujii, Takahiro Inoue, Dzung Viet Dao, Susumu Sugiyama, and Shinichi Hirai, Tactile Perception Using Micro Force/Moment Sensor Embedded in Soft Fingertip, Proc. IEEE Sensors, pp.558-562, Daegu, Korea, October, 2006
• Takahiro Inoue and Shinichi Hirai, Quasi-Static Manipulation with Hemispherical Soft Fingertip via Two Rotational Fingers, Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp.1947-1952, Barcelona, April, 2005 Finalist of 2005 IEEE Int. Conf. Robotics and Automation Manipulation Best Paper Award
• Takahiro Inoue and Shinichi Hirai, Local Minimum of Elastic Potential Energy on Hemispherical Soft Fingertip, Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp.2319-2324, Barcelona, April, 2005
• Takahiro Inoue and Shinichi Hirai, Rotational Contact Model of Soft Fingertip for Tactile Sensing, Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp.2957-2962, New Orleans, April, 2004
• Takahiro Inoue and Shinichi Hirai, Modeling of Soft Fingertip for Object Manipulation Using Tactile Sensing, Proc. IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, Vol.3, pp.2654-2659, Las Vegas, October, 2003
• Kwi-Ho Park, Byoung-Ho Kim, and Shinichi Hirai, Development of a Soft-fingertip and Its Modeling Based on Force Distribution, Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp.3169-3174, Taipei, September, 2003

• 中谷 泰隆, 平井 慎一, 並進関節による把持物体操作, 第29回日本ロボット学会学術講演会, 豊洲, Sept. 7-9, 2011
• 上本 宏明, 平井 慎一, 柔軟3指による把持対象物の姿勢制御, ロボティクス・メカトロニクス'10講演会予稿集CD-ROM, 旭川, June 15-16, 2010
• 井上 貴浩, 滝澤 大祐, 平井 慎一, 指関節連動運動を備えた2指多自由度ロボットハンドによる物体姿勢非ヤコビ制御, ロボティクス・メカトロニクス'10講演会予稿集CD-ROM, 旭川, June 15-16, 2010
• 上本 宏明, 平井 慎一, 柔軟3指の配置が把持対象物の姿勢角制御に与える影響, 第28回日本ロボット学会学術講演, 名古屋, Sept. 22-24, 2010
• 平井 慎一, ソフトインターフェースによる機構と制御の単純化, 第28回日本ロボット学会学術講演, 名古屋, Sept. 22-24, 2010
• 井上 貴浩, 滝澤 大佑, 谷川 弘典, 平井 慎一, 指節骨連動運動を実現する腱駆動2指ハンドの設計, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.1371-1373, 豊洲, Dec. 24-26, 2009
• 井上貴浩, 平井慎一, 摘みタスクにおける非ヤコビ制御, 精密工学会　知能メカトロニクスワークショップ, 高松, Sept., 2008 知能メカトロニクス専門委員会 優秀講演賞
• 平井慎一, 井上貴浩, 柔軟指による三次元把持と操作, 第26回日本ロボット学会学術講演会予稿集CD-ROM, 神戸, Sept., 2008
• Van Anh Ho, Dzung Viet Dao, 杉山進, 平井慎一, Using Soft Fingertip Embedded with Micro Sensor in Textile's Texture Recognition, 第26回日本ロボット学会学術講演会予稿集CD-ROM, 神戸, Sept., 2008
• 山崎雄二郎, 平井慎一, 拡張二段階法による把持物体の位置姿勢制御, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.319-320, 2008
• 南谷康雄, 井上貴浩, 平井慎一, 柔軟指ハンドによる把持対象物の姿勢積分制御手法の実験的検証, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.685-686, 2007
• 井上貴浩, 平井慎一, 力制御入力を必要としない把持対象物姿勢積分制御手法の提案 -- 目標関節角を生成する積分制御器と関節角PD制御器の2段構成, 第25回日本ロボット学会学術講演会予稿集CD-ROM, 2007 日本ロボット学会研究奨励賞
• 井上貴浩, 平井慎一, 柔軟指による物体操作のダイナミクス, ロボティクスシンポジア予稿集, pp.156-162, 2007 第12回ロボティクスシンポジア最優秀論文賞
• 井上貴浩, 平井慎一, ソフトフィンガー型最小自由度ハンドを用いた把持・操り動作における安定把持効果, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.99-100, 2006
• 藤井郁夫, 井上貴浩, Dzung Viet Dao, 杉山進, 平井慎一, マイクロフォース・モーメントセンサ内蔵ソフトフィンガの開発と接触実験, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.488-489, 2006
• 井上貴浩, 平井慎一, 半球型柔軟指の変形に伴う弾性ポテンシャルエネルギーを用いた準静的操り, 第23回日本ロボット学会学術講演会予稿集CD-ROM, 2005
• 井上貴浩, 平井慎一, 半球型柔軟指を有する最小自由度ロボットハンドによる準静的操り動作解析, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.277-278, 2005
• 藤井郁夫, 井上貴浩, Dzung Viet Dao, 杉山進, 平井慎一, マイクロフォース・モーメントセンサを内蔵した半球型ソフトフィンガの静的接触実験, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.1123-1124, 2005
• 井上貴浩, 平井慎一, 半球型柔軟指の回転・転がり接触変形圧力モデル, 第22回日本ロボット学会学術講演会予稿集CD-ROM, 2004
• 井上貴浩, 平井慎一, 半球型柔軟指の動的粘弾性モデルと2指ハンドによる物体把持の安定性解析, 第22回日本ロボット学会学術講演会予稿集CD-ROM, 2004
• 井上貴浩, 平井慎一, 柔軟指を有する1 自由度回転関節指の接触モデル, 第21回日本ロボット学会学術講演会予稿集CD-ROM, 2003
• 朴貴浩, 金丙鎬, 平井慎一, 柔らかい指先の2次元接触モデルと分布圧センサによる計測値との比較, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会予稿集, Vol.2, pp.393-394, 2002
• 朴貴浩, 金丙鎬, 平井慎一, 物体操作のためのタクタイルセンサを用いた柔らかい指先のモデリング, 第20回日本ロボット学会学術講演会予稿集CD-ROM, 2002

参考資料

非球形柔軟指 (AVI 2.9MB)

2自由度指による操作 (AVI 123MB)

2自由度指による操作のシミュレーション (AVI 8.1MB)

柔軟指操作 シミュレーション (MPEG 2.8MB)

柔軟指把持 安定性 (MOV 9.5MB)

関連サイト