非言語コミュニケーションが可能なロボットハンドの設計

能够进行非语言交流的机械手的设计

• 批准号: 15017274
• 负责人: 星野 聖
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15017274/
• 关键词: 見まね; ロボットハンド; データグローブ; 非接触的方法; 非言語コミュニケーション

本研究の最終的な目標は,自らの動きを通して感性や情感を伝達でき,反対に,ヒトの動作から心情を理解できるロボットアームを設計・開発することである.本年度は,他者動作の「見まね」(非接触的方法)により,手話動作に代表されるような複雑精緻な動きも高速・高精度に再現可能なヒト型ロボットハンド・システムの開発を試みた.同目的の達成のために,第一に,データグローブとロボットハンド間で,設計者による指示なしに自動的にパラメータやゲインを決定し制御を可能にするシステムを設計した.第二に,データグローブ-ロボットハンド制御指令-手指画像のデータベースを構築し,未知の手指画像入力に対して類似の手指画像を高速検索することで,非接触的方法でのロボットハンド制御を実現した.両実験とも,すでに設計試作済みであるヒト型ロボットハンドを用いた.同ハンドは,ヒトと同じ重さと大きさを持つ5指ロボットで,ヒトの手指が生成できる動作のほとんどが生成可能である.手首回旋を含めない条件で高速・高精度に手指動作を見まねするシステムは完成した.速度については,ビデオレートでの処理が可能であった.精度については,拇指動作の推定精度が若干落ちるものの,拇指以外の4指の動きや,4指間のアブダクションは,ヒトと見まねとほぼ等価な再現精度が得られた.なお,本システムのアルゴリズムは,手首回旋に対しても対応可能であり,近いうちに,手首回旋も含めた見まねハンドが実現できる見込みである.

这项研究的最终目标是设计和开发一种能够通过自身动作传达情感和感受的机器人手臂，反过来，我们试图开发一种能够再现复杂而精确的人形机器人手系统。通过模仿（非接触方法）进行高速且高精度的动作，例如手语动作。为了达到同样的目标，首先，我们设计了一个系统，可以自动确定和控制数据手套和机器人手之间的参数和增益，而无需设计师的指令。 手套 - 机器人手控制命令 - 通过建立数据库的非接触方法。的手部图像，并针对未知的手部图像输入快速搜索相似的手部图像。在这两个实验中，都使用了已经设计和原型化的人形机器人手，可以生成大多数可能的动作。我们已经完成了一个无需手腕旋转即可高速高精度模仿手指动作的系统。速度，请参考视频。准确度方面，虽然拇指运动的估计准确度稍低，但拇指以外的四指的移动以及四指之间的外展却有着几乎相当于人类模仿的算法的再现精度。系统还可以应用于手腕旋转，预计在不久的将来将实现包括手腕旋转的仿手。

项目成果

S.Odo, K.Hoshino: "J.of Robotics and Mechatronics"Hand shape identification using higher-order local autocorrelation features of log polar coordinate space. 15・3. 534-540 (2003)

S.Odo，K.Hoshino：《机器人学与机电一体化》《利用对数极坐标空间的高阶局部自相关特征进行手形识别》15・3（2003）。

星野聖, 城間智大, 川渕一郎: "動作による情感伝達を目的としたロボットハンド"情報処理学会論文誌. 44・11. 2718-2727 (2003)

Sei Hoshino、Tomohiro Shiroma、Ichiro Kawabuchi：“旨在通过运动传达情感的机器人手”日本信息处理学会杂志 44・11 2718-2727（2003）。

K.Hoshino, I.Kawabuchi: "Robotic hand system for non-verbal communication"IEICE Transactions(電子情報通信学会英文誌). E87-D(printing). (2004)

K.Hoshino，I.Kawabuchi：“用于非语言交流的机器人手系统”IEICE Transactions（电子、信息和通信工程师学会英文期刊）E87-D（印刷）。