Dynamic Manipulation of a Flexible Rope using a High-speed Robot Arm

近年,柔軟物体マニピュレーションの必要性が増し [1],多く の研究が行われている.従来は比較的低速でロボットを動作さ せ,柔軟物体を準静的とみなせる速度で変形させて,静的にマ ニピュレーションを実現していた.例えば,稲葉らの視覚フィー ドバックを利用した結び操作 [2]に始まり,様々な研究が行われ ている [3] [4].筆者らも,紐の柔軟性をキャンセルする戦略と 視触覚フィードバック制御手法を提案し,紐結びを実現してい る [5].一般的に,このような静的マニピュレーションは作業時 間が長くなる傾向にある. そこで,作業の高速化を目指して柔軟物体の動的マニピュレー ションが行われており,例えば,橋本らによるモデルを用いた 紐の形状指定 [6]や鈴木らによる紐の巻きつけ動作 [7]などが挙 げられる.また,望山らは超柔軟マニピュレータの動力学モデ ルを導出している [8].このようにいくつか研究されているが, 柔軟物体の変形モデルは一般的に偏微分方程式や行列微分方程

[1]  Masatoshi Ishikawa,et al.  Dexterous manipulation of a rhythmic gymnastics ribbon with constant, high-speed motion of a high-speed manipulator , 2013, 2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation.

[2]  Masatoshi Ishikawa,et al.  Motion planning for dynamic knotting of a flexible rope with a high-speed robot arm , 2010, 2010 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems.

[3]  T. Suzuki,et al.  Dynamic analysis of casting and winding with hyper-flexible manipulator , 2005, ICAR '05. Proceedings., 12th International Conference on Advanced Robotics, 2005..

[4]  Masatoshi Ishikawa,et al.  Simple Model and Deformation Control of a Flexible Rope using Constant, High-Speed Motion of a Robot Arm , 2012, 2012 IEEE International Conference on Robotics and Automation.

[5]  Minoru Hashimoto,et al.  Dynamic manipulation of strings for housekeeping robots , 2002, Proceedings. 11th IEEE International Workshop on Robot and Human Interactive Communication.

[6]  Hiromi Mochiyama,et al.  Kinematics and dynamics of a cable-like hyper-flexible manipulator , 2003, 2003 IEEE International Conference on Robotics and Automation (Cat. No.03CH37422).

[7]  Takayuki Matsuno,et al.  Flexible rope manipulation by dual manipulator system using vision sensor , 2001, 2001 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. Proceedings (Cat. No.01TH8556).