高い時間分解能で感知・動作可能な次世代サイボーグに向けた人間機械融合の実現

实现下一代机器人的人机融合，能够以高时间分辨率感知和操作

• 批准号: 22H03627
• 负责人: 黄 守仁
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Tokyo University of Science (2023)The University of Tokyo (2022)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03627/
• 关键词: 人間機械協調; 高速機械システム; 高い時間分解能; 高速ビジョンシ; 機械動作支援; サイボーグシステム

本研究では，高い時間分解能で感知・動作できる次世代サイボーグシステムを目指して本来人間にとって感覚できないほどの高い時間分解能の機械センシング情報および機械動作支援を人間の身体運動と融合することを目的とする．本年度はミニ秒オーダーで動作支援を実現するためのアクチュエーターの基礎検討および設計開発、1000fpsでセンシングする高速ビジョンシステムの構築および高精度作業に向けた機械動作支援の検討などを中心として研究活動を行った．特に以下の項目に着手した．（１）本研究の機械動作支援はミニ秒オーダーの機械センシング情報を使って駆動・制御されることを想定している．電磁モータより早い反応速度で動作できるピエゾアクチュエーターなどを着目し，高い応答速度を維持しつつピエゾアクチュエーターの動作範囲を拡大するための基礎検討を行い，試作品を開発した．（２）人間感覚の限界を遥かに超える高速機械センシングの中，時間・空間ともに多様な情報をセンシングすることが可能な高速ビジョンシステムを構築し，高速画像処理手法を検討した．特に，凹凸がある対象物に対する高精度塗布応用、マイクロメータオーダー精度の穴と軸の嵌めあい応用などを具体例として，1秒間に1000枚の画像処理を実現するための高速画像処理アルゴリズムを開発し，人間の作業効率を向上させるための機械動作支援を検討した．初期の評価実験で得られた結果を計測自動制御学会システムインテグレーション部門SI2022にて発表を行い，優秀講演賞を受賞された．

这项研究的目的是将人类的物理运动与机器感知信息和机器运动支持相结合，其时间分辨率如此之高，以至于人类原本无法感知，目的是创建一个可以高感知和操作的下一代机器人系统。时间分辨率．．今年，我们的研究活动将集中于执行器的基础研究和设计开发，以实现微秒量级的运动支持，构建每秒1000帧感知的高速视觉系统，以及机器运动支持的研究高精度工作。特别是，我们开始研究以下项目。 (1) 本研究中的机器运动支持假设使用微秒量级的机器传感信息进行驱动和控制。我们着眼于能够以比电磁电机更快的响应速度运行的压电执行器，进行了基础研究并开发了原型，以扩大压电执行器的操作范围，同时保持高响应速度。 （2）在远远超出人类感官极限的高速机械传感中，构建了能够感知时间和空间上多种信息的高速视觉系统，并研究了高速图像处理方法。特别是，我们开发了每秒处理1000张图像的高速图像处理算法，并针对表面凹凸物体的高精度涂层和微米级精密孔轴配合应用等具体应用实例进行了研究。机器操作支持，提高人类工作效率。初步评估实验获得的结果在仪器与控制工程师协会系统集成分部 SI2022 上发表，并获得了杰出演讲奖。

项目成果

対象の事前情報必要としない動的塗布応用に向けたロボットの実現

实现不需要目标事先信息的动态涂层应用机器人

• 发表时间: 2022
• 作者: 長嶺 和弥，久米田 羽月;角 康之;鳴海拓志;T. Aoyama;黄守仁,村上健一,石川正俊
• 通讯作者: 黄守仁,村上健一,石川正俊

Robotic Assistance for Peg-and-Hole Alignment by Mimicking Annular Solar Eclipse Process

通过模仿日环食过程，机器人协助钉孔对准

• DOI: 10.20965/jrm.2022.p0946
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Robotics and Mechatronics
• 影响因子: 1.1
• 作者: Shouren Huang;Kenichi Murakami;Masatoshi Ishikawa;Yuji Yamakawa
• 通讯作者: Yuji Yamakawa