触觉再现技术,让机器人领会轻拿气球的感觉

2016-10-190阅读0

  庆应义塾大学触觉研究中心与该校理工学部野崎研究室合作,在“CEATEC JAPAN 2016”(10月4~7日、幕张Messe会展中心)上演示了再现接触物体时的触感技术。通过将触感转换成数值传输,并利用控制器再现,实现了让机械拿物体就像自己拿在手中一样的感觉。另外,如果记住人操作机械抓取对象物时的力度,并导入到机器手臂中,就能使抓取对象物的柔软度和形状的纤细操作实现自动化。

  

展位上展示的各项演示的解说板。

  

作为“IoT方向盘”展示的方向盘系统模型。

  

通过操作控制器握住对象物的“触觉义手”。握气球的感觉会传给控制器。

  阿尔卑斯电气也在“CEATEC JAPAN 2016”上展示了可再现触觉的触觉技术。阿尔卑斯电气的技术是虚拟再现橡皮糖、砂浆等特征性触感的技术,而庆应义塾大学的技术是传达机械接触现实物体的触感的“真实触觉”技术。将机器人在对象物上施加作用力时的反作用力和对象物位置变动的信息转变成电信号,发送给操控者手中的控制器时,致动器工作,可再现触感。如果操控者根据这种感觉操控机器人的控制器,机器人就能以适当的力度抓取物体。该技术设想用于远程收获农产品,以及针对用力较大时会变形的货物的拣货自动化等。

  庆应的展位上演示了“IoT方向盘”、“触觉义手”及“GP-Arm(通用上肢)”3项技术。

  “IoT方向盘”是将汽车行驶时轮胎从路面受到的力以及位置的变化信息作为触感传给方向盘的技术。驾驶员用手就能感觉出砂石路、结冰路面等状态,有助于实现适合路面状态的安全驾驶及提高驾驶乐趣。

  “触觉义手”是可将抓取物体的感觉传达给身体其他部位的义手。目标是通过将触感传达给脚等部位,使义手更容易操作。原来的义手虽然可以抓取任何东西,但很难将触感传达给用户。

  展位上演示了将手握气球的“触觉义手”的触觉传给脚心的控制器。用脚趾踩住控制器的控制杆,便可控制义手开合,可以感觉到握力加大时气球的反弹以及加大力度气球要被捏爆的感觉。该触觉义手获得了“CEATEC AWARD 2016”的评委特别奖。

  

通用机器手臂“GP-Arm”的演示。反复进行拿起蔬菜玩具、放回原处、转动转盘拿起相邻位置玩具的动作。

  拥有7个自由度的通用机器手臂“GP-Arm”将传递触觉的技术应用在了取物操作的自动化中。“GP-Arm”在“触觉义手”上增加了下臂和上臂。操控者利用控制器提前做一次示范操作,“GP-Arm”记住该动作,无需人操控就能再现该动作。无需使用摄像头进行图像分析等,可学习手臂的活动方式和抓取物体的力度。展位上演示了“GP-Arm”自动拿起桌上的蔬菜玩具左右移动,然后放回原处的操作。动作再现时,即使与示教时使用的物体的形状和大小多少有些差异,也能以相同的力度抓取。

  如果放大或缩小人施加的作用力与机械动作的关系,还可将基于触觉的控制应用于身体微小部位的外科手术,以及建筑机械等巨大物体的操作等。现在,该研究中心正在与工业设备、机器人、汽车、农业、医疗等很多领域的企业开展合作研究,预计最早一两年就可将相关技术应用于产品。日本庆应义塾大学助教野崎贵裕表示,“机器人之所以尚未进入日常生活,是因为没有力度的感觉。采用真实触觉技术,能实现可像人类那样轻轻触摸物体的机器人”。(记者:内山 育海)

  (全文完)