ソフトセンサ

研究概要

本研究の目的は，柔らかい素材で構成されるソフトセンサにより，力覚・触覚・近接覚を実現することである．導電布や導電糸，エラストマー等の柔らかい素材を用いてセンサを構成する．センサの材料や構造，センシングアルゴリズムに関する研究を進める．

ロボットが環境と接触して作業を進めるためには，力覚や触覚，近接覚が重要である．接触領域に柔らかい材料を導入し，その材料がロボットと環境とのソフトインターフェースとして働くことにより，ロボットが環境の不確定性を吸収しながら作業を遂行することが可能になる．このようなロボットにおいては，柔らかいセンサが必要になる．そこで本研究では，ソフトインターフェースに埋め込むことが可能なソフトセンサに関する研究を進める．

IPMCセンサ内蔵ソフトハンド	導電布地センサ	柔軟指の曲げセンシング	静電容量型力覚センサ
面状曲げセンサ	柔軟指先センサ	繊維センサ

2024/11/7	研究成果最適展開支援プログラム（A-STEP）産学共同ステージ I（育成フェーズ）に採択 ソフトロボットハンドの把持特性を判定可能なフレキシブルセンサおよびその制御モデルの開発
2022/12/6	フレキシブルセンサーでソフトロボットハンドの「つかむ、放す、つかみ損ねる」をセンシング〜食品パッキングの自動化への重要技術〜
2022/12/1	フレキシブルセンサーでソフトロボットハンドの「つかむ、放す、つかみ損ねる」をセンシング〜食品パッキングの自動化への重要技術〜
2022/10/23	IROS 2022のワークショップ Large-scale robotic skin: Perception, Interaction, and Control で Fabric-based Proximity/Contact Sensors Applied to Two-DOF Variable Stiffness Mechanism と題して発表
2021/3/11	電波新聞の記事で松野先生の近接センシングアルゴリズムに関する研究が紹介されました．

予算

• 研究成果最適展開支援プログラム（A-STEP）産学共同ステージ I（育成フェーズ） ソフトロボットハンドの把持特性を判定可能なフレキシブルセンサおよびその制御モデルの開発
• 科学研究費補助金（新学術領域研究ソフトロボット）「ウェットコンタクトの力学と粘滑物ハンドリングへの応用」, 21H00333, 2021 - 2022
• 科学研究費補助金（新学術領域研究ソフトロボット）「ソフトコンタクトの力学と創成」, 19H05337, 2019 - 2020

研究発表

• 竹林 龍之介, 松野 孝博, 杉野 卓司, 堀内 哲也, 物部 浩達, 平井 慎一, IPMCセンサ内蔵ソフトフィンガを用いた把持物体の大きさ推定, 日本ロボット学会誌, Vol.42, No.9, pp.916-919, 10.7210/jrsj.42.916, Nov., 2024
• Takahiro Matsuno and Shinichi Hirai, Analysis of Soft Contact in Force Sensing and Elastic Jumping, Journal of Robotics and Mechatronics, Vol.34, No.2, Special Issue on Science of Soft Robots, pp.285-287, 10.20965/jrm.2022.p0285, Apr., 2022
• Takahiro Matsuno and Shinichi Hirai, Reducing the Influence of the Contact Area on a Soft Capacitive Force Sensor, IEEE Robotics and Automation Letters, Vol.6, Issue 3, pp.5824-5831, 10.1109/LRA.2021.3086429, June, 2021
• Takahiro Matsuno, Zhongkui Wang, Kaspar Althoefer, and Shinichi Hirai, Adaptive Update of Reference Capacitances in Conductive Fabric Based Robotic Skin, IEEE Robotics and Automation Letters, Vol.4, Issue 2, pp.2212-2219, 10.1109/LRA.2019.2901991, Apr., 2019

• 平井 慎一, 布地触覚／近接覚センサ, 繊維機械学会誌「月刊せんい」, Vol.74, No.12, pp.23-27, Dec., 2021
• 平井 慎一, ロボット工学者から見た高分子科学への期待, 高分子, Vol.69, No.5, 特集 高分子科学とロボット工学, pp.202-204, May, 2020
• 平井 慎一, 王 忠奎, ホ アン ヴァン, 松野 孝博, センサ技術から見たソフトロボティクス, 日本ロボット学会誌, Vol.37, No.1, 特集：ソフトロボティクス, pp.22-25, 10.7210/jrsj.37.22, Jan., 2019
• Van Anh Ho, 平井 慎一, 布地触覚センサ, 繊維機械学会誌「月刊せんい」, Vol.67, No.9, 2014

• 前原 莉子, 松野 孝博, 杉野 卓司, 物部 浩達, 堀内 哲也, 平井 慎一, ディープランニングとIPMCセンサ内蔵ソフトフィンガを用いた把持物体の大きさ推定, 日本機械学会 第15回最適化シンポジウム（OPTIS2024）, 北海道大学 札幌キャンパス 大学院工学研究院 （北海道札幌市北区北13条西8丁目）, Oct. 26-27, 2024
• 前原 莉子, 松野 孝博, 杉野 卓司, 物部 浩達, 堀内 哲也, 平井 慎一, IPMCセンサ内蔵ソフトフィンガを用いた把持物体の直径推定におけるLSTMネットワークの構成とデータ取得方法に関する提案, 第25回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2024), 岩手県盛岡市・アイーナ いわて県民情報交流センター, Dec. 18-20, 2024

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