新しい剛性検出およびインピーダンス制御を備えた二指ハプティックロボットハンドの開発

スキルフルな物体操作を可能にするために設計されたハプティックハンドとグリッパーは、環境との高精度の相互作用において重要です。これらの技術は、外科的精度と触覚フィードバックを向上させる最小侵襲手術の分野に特に重要であり、先進的な義肢の開発、利用者に機能性の向上とより自然な触覚を提供するために、また産業の自動化や製造においてより効率的、安全、柔軟な生産プロセスに寄与します。本論文では、物体を損傷したり落下させたりすることなく操作するために、シンプルでありながら正確な戦略を採用した二指ロボットハンドの開発を紹介します。私たちの革新的なアプローチは、力感知抵抗器（FSR）センサーとサーボモーターの平均電流を融合させることで、抓握の速度と精度を向上させました。したがって、私たちはグリッパーよりも巧妙で、ロボットハンドよりも複雑でない抓握メカニズムの創出を目指しています。この目標を達成するために、各指に二自由度を持つ二指ロボットハンドを設計しました。各指先にはFSRを統合し、物体の分類と初接触の検出を可能にしました。その後、インピーダンス制御を実施し、さまざまな剛性の物体をしっかりと抓むためにサーボモーターの電流を継続的に監視しました。提案された手は、初接触時に物体の剛性を分類し、FSRとモーター電流を融合させて正確な力を加えました。実験テストは、発泡球、空のソーダ缶、リンゴ、ガラスのカップ、プラスチックカップ、小さな牛乳パックを含むYale-CMU-Berkeley（YCB）オブジェクトセットを使用して実施されました。ロボットハンドは、これらの物体をテーブルから持ち上げて、損傷を与えたり途中で落としたりすることなく、置きました。結果は、先進的な物体認識と操作能力を備えたハプティックロボットハンドの開発において重要な前進を示しています。