革新的連続体ロボットの姿勢制御に関する研究

创新连续体机器人姿态控制研究

基本信息

批准号：
22KF0345
负责人：
石井裕之
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Waseda 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-22KF0345/
关键词：
連続体ロボットソフトロボティクス姿勢推定

项目摘要

本研究では，新型コロナウイルス感染症（COVID-19）検査の際のウイルス採取などに効果的な医療用マルチセクション連続体ロボットのためのデモンストレーション・ガイド・ベース・ポーズ・プランニング（DGbPP）アプローチの構築と，実機実験による評価に取り組んでいる．新型コロナウイルス感染症検査に，柔軟な構造をもつマルチセクション連続ロボットを適用することで，特に副鼻腔感染症や鼻の先天的欠陥を持つ患者に痛みを与えることなく，鼻腔内の粘膜を採取することが可能となると期待される．一方で，このようなロボットをパンデミックの最中で検査に使用する際には，検査者から患者へ，あるいはその逆のウイルス感染を避けるために，ロボットを遠隔制御する必要がある．そこで，リーダ・フォロワ型制御システムを構築し，フォロワと同一の構造を持つマルチセクション連続体をリーダとして，小型のモーションキャプチャを用いてその特徴点の位置を計測し姿勢を推定することで，遠隔操作によって連続体ロボットを制御するシステムの開発に取り組んだ．具体的には，イミテーション・ベースド・モーション・プランニングと呼ばれる手法を構築し，制御システムに実装した．開発したシステムの妥当性について実験によって評価し，その問題と効用の基本的枠組みを調査した．その結果，イミテーション・ベースド・モーション・プランニングの有用性が明らかとなった．一連の過程を論文にまとめて発表した．

在这项研究中，我们为医疗多部分连续体机器人开发了一种基于演示指南的姿势规划 (DGbPP) 方法，该方法可有效地在 COVID-19 测试期间收集病毒。我们目前正在使用实际机器实验进行评估。通过将具有柔性结构的多节连续机器人应用于COVID-19感染检测，可以在不引起疼痛的情况下对鼻粘膜进行采样，特别是对于患有鼻窦感染或鼻部先天缺陷的患者，预计将有可能做到这一点。。另一方面，在疫情期间使用此类机器人进行检测时，需要远程控制机器人，以避免病毒从检测人员传播到患者，反之亦然。因此，我们构建了一个引导者-跟随者型控制系统，并使用与跟随者结构相同的多段连续体作为引导者，并使用小型运动捕捉设备来测量其特征点的位置并估计姿势。我们致力于开发一种通过操纵来控制连续体机器人的系统。具体来说，我们开发了一种称为基于模仿的运动规划的方法，并将其实施在控制系统中。通过实验评估了所开发系统的有效性，并研究了其问题的基本框架和实用性。结果揭示了基于模仿的运动规划的有用性。这一系列的过程被总结在一篇论文中并发表。