Force-signal processing

概要

人間が道具越しに環境に触れたとき、たとえ目をつむっていても、道具のどこにどの程度の力が加わったかを把握することができます。もちろん道具には神経も感覚器もないので、人間は手元に伝わってきた力の情報から、道具上での接触状態を推定していることになります。身体感覚を外部の物体まで拡張するこの能力は、物体を巧みに操って作業する上で非常に有用です。

本テーマでは、力覚情報から物体上の接触状態を推定する技術の研究開発に取り組んでいます。この技術は、ロボットの道具使用や組み立て作業など、環境との力学的接触を伴う物体操作に広く応用することができると期待しています。

物体上の接触位置の推定

本テーマでは、力覚センサの測定値から物体上の接触位置を推定する技術の開発に取り組んでいます。関連研究も含めた詳細はこちら。

成果発表など

学術論文（査読あり）

  1. Kyo Kutsuzawa, Sho Sakaino, and Toshiaki Tsuji, “Simultaneous Estimation of Contact Position and Tool Shape using Unscented Particle Filter,” IEEJ Journal of Industry Applications, vol. 9, no. 5, pp. 505–514, 2020.
    Open Access: https://doi.org/10.1541/ieejjia.9.505
  2. Kyo Kutsuzawa, Sho Sakaino, and Toshiaki Tsuji, “A Control System for a Tool Use Robot: Drawing a Circle by Educing Functions of a Compass,” Journal of Robotics and Mechatronics, vol. 29, no. 2, pp. 395–405, 2017.
    Open Access: https://doi.org/10.20965/jrm.2017.p0395 and https://www.jstage.jst.go.jp/article/jrobomech/29/2/29_395/_article/-char/en

国際会議（査読あり）

  1. Kyo Kutsuzawa, Sho Sakaino, and Toshiaki Tsuji, “Simultaneous Estimation of Contact Position and Tool Shape using Particle Filter,” the 5th IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON 2019), 2019. (IEEJ Industrial Application Society Excellent Presentation Award)
  2. Kyo Kutsuzawa, Sho Sakaino, and Toshiaki Tsuji, “Estimation of individual force at three contact points on an end-effector by a six-axis force torque sensor,” the 42nd Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2016), 2016, pp. 6409–6414. (IES Student Paper Travel Assistance)
  3. Kyo Kutsuzawa, Sho Sakaino, and Toshiaki Tsuji, “Estimation of individual contact force when two contact points exist during robotic tool use,” the 6th International Conference on Advanced Mechatronics (ICAM 2015), 2015, 1A1-24.

国際会議（査読なし）

  1. Kyo Kutsuzawa, Sho Sakaino, and Toshiaki Tsuji, “Simultaneous Estimation of Contact Position and Tool Shape using Unscented Particle Filter,” the 6th IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON 2020), 2020. (JIA-to-SAMCON option) (IEEJ Industrial Application Society Excellent Presentation Award)
  2. Kyo Kutsuzawa, Sho Sakaino, and Toshiaki Tsuji, “Contact Force Estimation for Multiple Points of Contact,” the 2016 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2016), 2016. (Late breaking presentation)

国内学会（査読なし）

  1. 小西祐也, 沓澤京, 境野翔, 辻俊明: “力のアクティブセンシングに基づく道具の形状推定,” ロボティクス・メカトロニクス講演会2018, 2018, 2A1-G15.
  2. 沓澤京, 大熊隼, 境野翔, 辻俊明: “コンパスで円を描く動作を実現する制御,” ロボティクス・メカトロニクス講演会2015, 2015, 2P1-F07.

その他

  1. IEEE Industrial Electronics Society, Estimation of individual force at three contact points on an end effector by a six axis force torque, Video