ヒトからロボットへの把持運動スキルの転換

将抓取运动技能从人类转移到机器人

基本信息

批准号：
09F09759
负责人：
OZTOP Erhan
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Advanced Telecommunications Research Institute International
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09759/
关键词：
到達運動把持運動逆運動学冗長自由度制御ロボット工学

项目摘要

この期間において、我々はシミュレーションおよび実ロボットの両方において、ヒトがロボットの腕と手を直感的に操作し、物体を把持するための実験環境を完成させた。この成果はヒトの腕や手の位置を高速に同定し、さらにロボットの腕と手へのマッピングをリアルタイムで行う事により達成されたものである。このシステムにより、ヒトが例えばマグカップなどの物体を自然に把持する運動を詳細に観測し、データを記録することが可能となった。ヒトが自分自身の腕を動かしてロボットの把持運動に関するトレーニングを終えた後、様々な形状や傾きを持つ物体をロボットが把持する運動軌道のデータベースが構築され、効率的かつ自律的な運動学習手法の開発に役立てることが出来る。我々が得たデータによると、操作者はロボットの手首をマグカップのハンドルの向きに応じて一定の位置を保っていた。マグカップのハンドルの角度に応じて手首の位置が決まると言う仮説は非常に興味深い考察を生む。ハンドルの角度に応じて手首の初期位置が一意に決まると言う事は、手首の初期位置を決定するプロセスと初期角度を決定するプロセスがそれぞれ独立して行われている事を示唆している。この事は中枢神経システムが把持運動課題において次元の縮約を行い、問題の簡略化を行っていると考えられる。二つ目のアプローチは、ヒトによって得られたロボットの個々の把持運動機動を用いて、把持制御器を合成することである。また、開発済みの実験環境を新しいアームロボットに適応させる作業を行った。それにより、ヒトはより正確にロボットを操作できるようになり、自律運動学習のためのデータベース構築が飛躍的に進歩すると考える。

在此期间，我们为人类完成了一个实验环境，以直观地操纵机器人的手臂和手，并在模拟和真实机器人中掌握物体。通过快速识别人手臂和手的位置，并实时将机器人武器映射到手中来实现这一结果。该系统使人类有可能详细观察自然抓住对象的运动，例如杯子和其他对象，并记录数据。在一个人移动自己的手臂并完成对机器人抓紧运动的训练之后，构造了具有各种形状和倾斜的机器人抓物对象的运动轨迹数据库，可用于开发高效且自主的运动学习方法。根据我们获得的数据，操作员将机器人的手腕保持在恒定位置，具体取决于杯子手柄的方向。手腕的位置取决于杯子的角度决定的假设产生了一个非常有趣的考虑因素。手腕的初始位置是根据手柄角度唯一确定的事实表明，手腕的初始位置和初始角度是独立的。人们认为这是中枢神经系统，降低了抓紧运动任务并简化问题的尺寸。第二种方法是使用人类获得的机器人的单个握把运动操纵来合成握把控制器。此外，我们进行了工作，以使已经开发的实验环境适应新的ARM机器人。这将使人类能够更准确地操作机器人，我们认为，自动运动学习数据库的构建将极大地提高。