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．

这项研究旨在创建一个下一代机器人系统，该系统可以通过高时间分辨率感知和运行，并将机械感应信息和机械运动支持与人体运动与人体无法感知的高时间分辨率结合在一起。今年，我们专注于执行者的基础研究和设计和开发，以在迷你秒的阶段实现运营支持，建造高速视觉系统，该系统可以以1000fps的形式感知，并审查用于高精度工作的机器操作支持。特别是，我们已经开始了以下主题：（1）假定本研究中的机械操作支持是使用机器传感信息驱动和控制迷你秒的顺序的。为了关注比电磁电动机更快的响应速度运行的压电执行器，我们进行了基本考虑，以扩大压电驱动器的工作范围，同时保持高响应速度并开发出原型。 （2）我们已经构建了一个高速视觉系统，该系统可以在时间和空间中感知到广泛的信息，在高速机械感应中，远远超过了人类感官的限制，并检查了一种高速图像处理方法。特别是，我们开发了一种高速图像处理算法来实现每秒1,000张图像，包括在具有不平衡和微米级的孔和轴精确拟合的物体上进行高精度涂层的应用，并检查了机械操作支持以提高人类工作效率。从初始评估实验获得的结果在仪器与自动控制协会的SI2022系统集成部中介绍，并获得了卓越演讲奖。

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