Sugiuchi Lab
Hajime SUGIUCHI
   杉内 肇  Hajime SUGIUCHI
職   名:講師
研究組織:大学院工学研究院
       システムの創生部門/システムのデザイン分野
教育組織:大学院工学府
       システム統合工学専攻/機械システム工学コース
学部組織:工学部生産工学科
担当講義:<大学院>アドバンストロボティクス
       <学  部>自動制御T自動制御U
       <第二部>
専   門:ロボット工学,制御工学
連絡先  :E-mail
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関連リンク
● 研究テーマと概要 ●
 人間と共存して共同作業のできるようなロボットの実現を目指して研究を進めている。現在、ホンダやソニーの二足歩行ロボットが注目を集めているが、このようなロボットに役に立つ作業を行わせるには手の研究が重要である。広く工場で活躍している産業用ロボットにおいても手の部分は作業ごとに単機能の手を取替えながら使われている。人間の手のような汎用のロボットの手に関しては古くから研究が進められてはいるものの、実用レベルには遠く及ばないのが実情である。これは、汎用の手は複数の作業をこなせる可能性がある反面、複雑で高価になる上、個々の作業性能においては、安価な単機能ハンドに劣ったためと考えられる。しかしながら、二足歩行ロボットのような自律型のロボットが工場の外に進出し、例えば、家庭内での介護作業や家事の補助などを行い広く社会で活躍するためには、人間の手のような汎用の手が必要不可欠であると考えられる。というのは、我々が暮らす環境は、はさみや筆記用具など日常使う道具はもとより、ドアのノブ、なべの取っ手に至るまで、すべてが人間の手に合せて設計製作されているからである。さて、人間の手の機能といえば、まず、その器用な動きに注目しがちであるが、皮膚感覚の役割を見落としてはならない。器用で複雑な手作業の実現においては、むしろ、鋭敏な皮膚感覚の方が寄与する度合いが大きいといっても過言ではないぐらいである。このように小型・軽量かつ複雑・精緻な人間の手に相当する機械(ハードウェア)の設計・製作は、それ自体、困難な仕事であるが、これだけでは問題の解決には至らない。ロボットのような汎用の機械に有用な仕事をさせるためには機械を自由自在に操るためのソフトウェアの開発が不可欠だからである。これらをふまえて、我々は人間の手と同程度の自由度(関節)をもち、人間の皮膚感覚に相当する分布型触覚センサをそなえたロボットの手の研究開発をハードウェア、ソフトウェアの両面で行っている。現在までに、5本の指をもち、大部分を触覚センサで覆われた人工の手(23自由度,触覚計測接点数約700)を開発するとともに、手の任意の複数部位の位置、速度、力を同時に制御可能な制御系と手の動きを自在に記述できるプログラミング言語系を開発し、はさみによる紙切作業やお箸の操作を実現した。
Robotic Hand just has closed chopsticks. Robotic Hand is opening a pair of scissors.

● 主な公表論文 ●
(1) H. Sugiuchi et al. : A Control System for Multi-Fingered Robotic Hand with Distributed Touch Sensor, Proceedings of IEEE International Conference on Industrial Electronics, Control and Instrumentation (IECON2000) (2000) pp.434-439.
(2) H. Sugiuchi et al. : An Implementation of Chopsticks Handling Task by a Multi-fingered Robotic Hand, Proceedings of International Conference on Machine Automation (ICMA2000) (2000) pp. 45-55.
(3) H. Sugiuchi et al.: A Task Description System for Multi-Fingered Robotic Hand with Distributed Touch Sensor, Proceedings of the First IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots (Humanoids 2000), CDROM, Paper No. 70. (2000).
(4) 杉内 肇,他:作業位置の自動決定機構を有する双腕協調制御アルゴリズム,日本機械学会論文集(C編) 63巻613号 (1997) pp. 3182-3187.
(5) H. Sugiuchi et al. : Preview Tracking Control of a Flexible Manipulator, JSME International Journal Series III, Vol.32, No.3 (1989) pp.421-427.

A human mimetic robotic hand arm and its control system are developed. The hand has five fingers and 17 D.O.F. (3 for each finger, 4 for thumb and 1 on palm) and is equipped on the end of industrial manipulator. Totally, the system has 23 D.O.F. The distributed touch sensor that has more than 700 measuring points is equipped behind the rubber sheet skin. The developed system can control the position, orientation, velocity and force of multiple points on the hand simultaneously. The event driven task execution system is also developed. This system watches the event that signals the change of constrained state of hand. And it switches the control points and their behaviors dynamically according to the detected event. The effectiveness of this system is shown by the experiments of chopsticks handling and a pair of scissors handling. In the chopsticks handling task, our hand holds chopsticks, pinches a soft object as human and can detect the object pinching on the end of chopsticks from the sensor signal at the contact points on the fingertip successfully. In a pair of scissors handling task, our hand can cut a sheet of paper successfully. Both experiments are implemented quite rapidly (around two weeks) by using our task description and control system though they require quite complex motion of fingers and highly integrated sensor motion integration.

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