Expansion of Preparation Behavior Database in the Human's Torso for Speeding up Motion Generation of Humanoid Robots

扩展人体躯干准备行为数据库以加速人形机器人的运动生成

基本信息

批准号：
21K13487
负责人：
築地原里樹
金额：
$ 3万
依托单位：
University of Fukui
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ヒューマノイドロボットの全身動作生成にかかる計算時間短縮に向けて，人間の生活空間における持ち運び動作を解析することで，ロボットの動作計画に必要な人間姿勢のキーポイントを抽出する．人間の到達動作中における手や足などの直接到達に関わる部位のみではなく，肘や胴体・股などの姿勢決定に自由のある部位の家事タスクにおける準備姿勢を解析することにより，ヒューマノイドロボットにおけるタスク時間の短縮や安定性の高く，大きな力を発揮できる動作を獲得する．人体計測とロボット制御に着手し，生活環境におけるロボット動作の獲得を達成するよう努めた．令和4年度は以下の内容について研究した．(1) 家事動作における肘や胴体の準備動作の解析：家庭環境内を想定した棚内の持ち運び動作を解析した．追加購入したモーションキャプチャカメラを用いてシステムを構築し，動作中の全身姿勢を計測した．また，全身動作の安定性の評価のために6軸力センサをシステムに組み込んだ．操作対象物の重量が増えるほど物体を掴む時刻の前に胴体を引いて構える姿勢を準備することが被験者実験により有意差を持って確認できた．また，肩から手先の距離と胴体前傾姿勢にも物体の重量によって差があることを確認でき，ヒューマノイドロボットの準備動作の重要な姿勢を抽出できた．(2) VR (Virtual Reality) 環境における家事動作計測の評価：実環境で計測している棚内の持ち運び操作をVR環境において計測した．人間工学分野で用いられる作業域の指標をVR環境で評価することで，物体操作タスク内において腕以外の部位を積極的に使用し，身体に負担がある動作を判定でき，VR環境においても動作計測が可能であることを確認できた．(3) 3点保持ロボット実験：HRP-4実機において両手先と胸の3点保持の実験を実施し，ロボット各関節における負荷トルクの減少を確認できた．

为了减少人形机器人的全身运动所需的计算时间，通过分析人类生活空间中的便携式运动，我们提取了机器人运动计划所需的人类姿势的关键点。通过分析对家庭劳动任务的准备姿势，不仅针对人类伸手直接与手脚直接相关的区域，而且还针对可以自由确定姿势（例如肘部，躯干和大腿）的区域，我们可以获得更稳定且能够在人类机器人中施加巨大力量的动作。我们开始了人体测量和机器人控制，并努力在我们的生活环境中获得机器人运动的获取。在2022年，我们研究了以下内容：（1）分析家务期间肘部和躯干的制备：我们分析了货架内的携带动作，假设是家庭环境。该系统是使用其他购买的运动捕获摄像头构建的，以测量操作过程中的全身姿势。此外，将六轴力传感器纳入系统中，以评估整个身体运动的稳定性。主题实验证实，要操作的物体的重量会增加，并且在抓住物体的时间之前，制备了固定身体的姿势，并具有显着差异。此外，已经证实，根据物体的重量，肩膀和躯干向前倾斜姿势之间的距离存在差异，并提取了准备人形机器人的重要姿势。（2）在VR（虚拟现实）环境中对家务行为测量的评估：在VR环境中测量了在真实环境中测量的架子内的携带操作。通过评估VR环境中人体工程学字段中使用的工作区指标，我们能够积极地使用对象操纵任务中的手臂以外的其他部件，从而确定运动对身体的压力，并确认即使在VR环境中也可以进行运动测量。（3）三分固定机器人实验：在实际的HRP-4机器上进行了一个实验，以在手和胸部上固定三个点，并确认降低了机器人每个接头的负载扭矩。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Effect Analysis of Each Reach Zone in Ergonomics During Putting and Pulling Movement of Shelf on VR Experiment

VR实验中货架推拉运动过程中各触及区域的人机工程学效果分析

DOI：
10.1007/978-3-031-21704-3_21
发表时间：
2022
期刊：
24th International Conference of HCI International 2022
影响因子：
0
作者：
Tsuichihara Satoki;Watanabe Yuto;Hara Kaito;Takahashi Yasutake
通讯作者：
Takahashi Yasutake

重量物体保持におけるヒューマノイドの胸部を用いた両腕のトルク負荷の低減

使用人形胸部减轻握住重物时双臂的扭矩负载

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
二村大成;築地原里樹;高橋泰岳;山田誠之，築地原里樹，湯口彰重，GARCIA RICARDEZ Gustavo Alfonso，高松淳，和田隆広，小笠原司
通讯作者：
山田誠之，築地原里樹，湯口彰重，GARCIA RICARDEZ Gustavo Alfonso，高松淳，和田隆広，小笠原司

ヒューマノイドロボットのための人間の重量物体操作における胴体の屈みと手先作業域の相互関係

仿人机器人操纵人体重物时躯干弯曲与手动工作区域之间的相互关系