距離·傾き·接触力を測定可能な光学センサによる接触前可変インピーダンス制御

摘要

物体の認識やそれに基づくロボットの制御において，対象物の情報を取得することを目的に，カメラや深度センサ,カセンサ，触覚センサといった様々なセンサが使用されている。カメラや深度センサは広範囲な領域の情報を瞬時に取得できることから幅広い用途で活用されている。しかしながら，ロボットを俯瞰するようにセンサを配置するEye-to-Handの構成では，ロボット自身や障害物によって生じる死角が問題となる。また，手先効果器の近傍にセンサを配置するEye-in-Handの構成では画像処理に時間を要することや，近接距離では焦点の調整が難しく，測定可能な距離範囲が限られることが問題となる。一方，力センサや触覚センサは，より安全で適応的な動作を実現可能にすることから，ロボットハンドなど，ロボットと外部環境との接触を伴うシステムにおいて多く使用されている。しかしながら，センサが対象物に触れていない非接触の状態では一切の情報を得られないという欠点が存在する。これら各センサの配置の概要と欠点を図7にまとめる。各センサの欠点を補うために視覚センサと触覚センサとを組み合わせる取り組みも報告されているが，センサ数の増大に伴うシステムの複雑化やコストの上昇が課題となる。こうした背景のもと，フォトリフレクタを用いることでミリメートルオーダの距離の測定と接触の検知を行う近接覚センサの研究がなされた。しかしながら，力制御(インピーダンス制御)への展開については，将来課題とされており，さらなる研究が望まれている。