【研究領域課題番号】19H02116 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

Tactile Sensing / Machine Learning / Tactile sensors / Manual skills / Robots

【研究成果の概要】

We have further developed our tactile sensors. 368 3-axis tactile sensors cover the robot hand. Furthermore, we have further developed a robot hand that allows to cover the palmar side of the robot hand nearly completely with thick skin. We have also further developed the tactile sensors for human hands, which now allow measuring the contact position in addition to the contact force on the fingertip without covering the human skin that is in contact with the object. Moreover, we have used the tactile sensors embedded in robot hands and grippers for tactile AI. The robot was able to perform various in-hand manipulations, detect object properties, and predict grasp stability as well as detect slip. We use, implement and improve state of the art machine learning methods such as attention mechanisms, ensemble learning and graph neural networks.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】知能機械学・機械システム

【研究領域課題番号】13555071 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

センサースーツ / ロボット / ヒューマノイド / 触覚センサ / 導電性ファブリック / 感覚動作インタラクション / センサスーツ

【研究成果の概要】

本研究は,ロボットマニピュレータや人間型ロボットなどの外側を覆い,そのロボットの動きに対して伸びが可能な被覆型触覚センサースーツを開発することを目的とする.センサスーツは,導電性層,非導電性層,配線パターン層,などを三次元的に重ねてゆく形で構成でき,試作したセンサースーツを実際にロボットに着せて行動実験を行うことで,触覚センサの処理方法を確立し,本方式の有効性を実証的に評価することができる.この全身を被覆するセンサースーツにおいて,導電性の布により電極を構成し,導電性の糸を電極のON/OFFの情報を伝える配線に用いる.
導電性の布により構成した電極の場合には,布を縫い付ける外皮と遮蔽層の伸縮性に依存した伸縮性をもったセンサースーツを実現できる.他方,電極自体にも伸縮性をもたせるためには,導電性の糸をニット状に編みこむという方式をもちいる.伸縮性を持たせたセンサースーツは,布を用いた場合よりも柔軟性を持ち,形状が複雑な対象にも柔軟になじむ特性をもつことが確認された.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】13,500千円 (直接経費: 13,500千円)

【研究分野】計測工学

【研究領域課題番号】13450168 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

触覚センサ / ロボット / 触覚ディスプレイ / 触覚インターフェース / 無線触覚素子 / 人工皮膚 / テレメトリ / ポーラスシリコン / 触感インターフェース / 光結合

【研究成果の概要】

本課題では、触覚素子への膨大な配線を排除するために、光を利用して触覚信号を無線送信する触覚チップを提案し、柔らかい弾性体に触覚素子が分散する触覚デバイスを目指して開発が進められた。以下のような研究成果が得られたと同時に、本研究を契機として2次元の信号伝送という新しい技術分野が着想された。
1.触覚素子のベースとなるVSLIチップに柔軟体を付加し、VSLIチップ上の光検出部に届く光量から素子に加わる応力6成分を検出するセンシングの原理を提案した。対称性を利用し、8箇所の光検出部の出力から垂直応力3成分、せん断応力3成分を独立に計測する。この柔軟体を光造形法によって試作し、変形時の受光量変化を計測することで本計測原理を実験的に確認した。
2.各素子で検出された受光量変化は触覚素子の点滅によって送信される。CMOS 0.35μmルールにおいて自動ID割付機能を含む信号伝送用処理回路を1mm×1.4mmの面積内に作製し、それを10MHzで動作可能であることを確認した。
3.本研究において、実際に無線触覚素子を設計し要素技術を完成する過程で、多数の無線素子から触覚情報として十分な高速性をもって信号を伝達するための必要電力が考察された。その結果、実用的なセンサとしては無視できない電力消費が不可避であることが理論的にも明らかになった。これによって触覚素子間の通信に新しい視点からの研究が必要であることが示された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】16,900千円 (直接経費: 16,900千円)