陳列棚の状態の認識に基づくピッキングや充填作業のためのロボットの動作計画

基于货架状况识别的机器人拣选和灌装作业运动规划

• 批准号: 22KJ2137
• 负责人: 元田 智大
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2137/
• 关键词: ロボットマニピュレーション; 機械学習; 深層学習

ロボットの活用が期待される具体的な場面として，倉庫の整理やコンビニでの陳列作業を挙げる。しかし，対象物の取り出しには常に落下や周辺の散らばりを引き起こすリスクがある。近年AIを組み込んだシステムが作業場のピッキング自動化に大きく貢献したが，人間の作業者のように商品を丁寧に扱うことが考慮されていないため，利用が限定的である上，個別に適用するには特殊ケースへの対応が必須であった。そこで，バラ積み等の複雑シーンを俯瞰的に理解し丁寧かつ安全なロボットマニピュレーションの展開を考えるのが本研究課題である。本研究では物体操作に伴う周辺の崩れ発生のシミュレーションを基準として，物体間の位置や接触情報を分類した「支持関係」の同定を行い，物体操作に考慮すべきシーンの認識に取り組んでいる。本課題はロボットを用いた自動化の学術的な発展の貢献があり，さらに実環境においても倉庫業務における例外処理や連続作業への効果が期待できる。本年度，実施計画１年目において支持関係に基づくマニピュレーションの事例について，陳列棚の整理作業に関する操作法を予定通りに取り組み，検証を実施した。本成果は，学術誌への論文投稿（査読あり，掲載済み）により発表された。また次年度の２年目以降に予定していた「バラ積み環境の分析」に関して，前述の支持関係の同定をベースに予備的検証を行っている。陳列作業の代表的なシーンに限定した場合を対象として，木構造によりバラ積み環境を表現する新しい手法に取り組んだ。この検証結果は学術誌へ投稿（査読あり，受理済み）している。今後は，操作の応用や汎用的なシーンの認識が次年度以降の研究課題である。具体的には，有用な入力情報の統合処理可能な深層学習モデルを構築や，ロボットが機能として有するマニピュレーション性能を効果的に運用する戦略の設計が検討されている。

预计使用机器人的具体情况包括仓库整理和便利店的陈列工作。然而，当移除物体时，总是存在物体掉落或散落在周围区域的风险。近年来，融入人工智能的系统为工作场所的拣选自动化做出了巨大贡献，但其使用受到限制，因为它们没有像人类工人那样考虑如何仔细处理产品，并且很难单独应用。是为了处理特殊情况所必需的。因此，这项研究的目的是从鸟瞰角度理解散装堆垛等复杂场景，并开发谨慎、安全的机器人操作。在本研究中，基于模拟因物体操作而导致周围区域发生倒塌的情况，我们通过对物体之间的位置和接触信息进行分类来识别“支撑关系”，并致力于识别操作时应考虑的场景。操纵物体。使用机器人的自动化的学术发展促成了这个问题，并且它也有望对现实环境中仓库操作的异常处理和连续工作产生影响。今年，作为实施计划的第一年，我们针对基于支撑关系的操纵案例，研究并验证了按计划组织展示架的操作方法。该结果通过向学术期刊提交论文（经过同行评审并发表）的方式公布。此外，对于第二年及以后预定的“散装装载环境分析”，正在根据上述支持关系的确定进行初步验证。我们研究了一种新方法，使用木结构来表达散装堆放环境，仅限于典型的展示工作场景。验证结果已提交至学术期刊（经过同行评审并接受）。明年的研究主题包括操作应用和通用场景识别。具体来说，正在研究构建能够集成和处理有用输入信息的深度学习模型，以及设计有效利用机器人操纵能力的策略。

项目成果

崩れ予測に基づく多段階ばら積みピッキング手法

基于塌陷预测的多阶段散货拣选方法

• 发表时间: 2023
• 作者: 元田智大;ダミアン・ジェラルド・プティ;西卓郎;永田和之;万偉偉;原田研介
• 通讯作者: 原田研介

Shelf Replenishment Based on Object Arrangement Detection and Collapse Prediction for Bimanual Manipulation

基于物体排列检测和倒塌预测的双手操作货架补货

• DOI: 10.3390/robotics11050104
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 3.7
• 作者: Motoda Tomohiro;Petit Damien;Nishi Takao;Nagata Kazuyuki;Wan Weiwei;Harada Kensuke
• 通讯作者: Harada Kensuke

Multi-step Object Extraction Planning from Clutter based on Support Relations

基于支持关系的多步杂乱物体提取规划

• 发表时间: 2023
• 影响因子: 3.9
• 作者: Motoda Tomohiro;Petit Damien;Nishi Takao;Nagata Kazuyuki;Wan Weiwei;Harada Kensuke
• 通讯作者: Harada Kensuke