(57)【要約】【課題】形状の変化するやわらかい物や小さい物を高精度に把持することが可能なロボットハンドを提供すること。【解決手段】本実施の形態に係るロボットハンドは、初期姿勢において、各指の指先部の最下点が第１の触覚センサの検出可能領域に含まれるように指先部の姿勢角を調整し、ロボットハンドを下降させて環境面にアプローチする動作において、各指の第１の触覚センサの出力に基づいて、各指の指先部の環境面に対する接触力が所定値となるように制御し、把持対象物にアプローチする動作において、対向する指同士の距離を狭める方向に各指の少なくとも１本の指を前記環境面上で移動させ、移動の際に、移動させる指の指先部の環境面に対する接触力が所定値となるように制御し、各指の少なくとも１本の指の第２の触覚センサの出力が閾値以上となった場合に、把持対象物を目標位置に移動させるように制御する。【選択図】図３
2020093334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットハンドであって、
ベース部に対し多自由度を有するアーム部と、
前記アーム部に対し多自由度を有し、環境面上の把持対象物を把持する方向で対向する複数本の指を有するハンド部と、
各指の指先部のそれぞれの背側及び腹側に配置された第１の触覚センサ及び第２の触覚センサと、
前記アーム部、前記ハンド部、第１の触覚センサ、及び第２の触覚センサの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
初期姿勢において、前記各指の指先部の最下点が前記第１の触覚センサの検出可能領域に含まれるように指先部の姿勢角を調整し、
前記ロボットハンドを下降させて前記環境面にアプローチする動作において、前記各指の前記第１の触覚センサの出力に基づいて、前記各指の指先部の前記環境面に対する接触力が所定値となるように制御し、
前記把持対象物にアプローチする動作において、前記対向する指同士の距離を狭める方向に前記各指の少なくとも１本の指を前記環境面上で移動させ、移動の際に、移動させる指の指先部の前記環境面に対する接触力が所定値となるように制御し、
前記各指の少なくとも１本の指の前記第２の触覚センサの出力が閾値以上となった場合に、前記把持対象物を目標位置に移動させるように制御することを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
前記各指は、指先側の第１の関節部と、根元側の第２の関節部を有し、
前記制御部は、前記第１の関節部及び前記第２の関節部の関節角度を調整して、前記指先部の前記環境面に対する接触力が所定値となるように制御することを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
【請求項３】
前記制御部は、前記環境面にアプローチする動作では、指先部の前記環境面に対する接触力が所定値を越える場合には、当該指について、前記第１の関節部の関節角を内側に閉じ、前記第２の関節部の関節角を外側に開く動作を行うことを特徴とする請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記制御部は、前記把持対象物にアプローチする動作では、移動させる指の指先部の目標軌道の鉛直方向成分を前記第１の触覚センサの出力に応じた補正量で補正して、当該鉛直方向成分を変化させ、当該変化を満たすように前記第１の関節部及び前記第２の関節部の関節角度を調整することを特徴とする請求項２に記載のロボットハンド。
【請求項５】
制御部により実行されるロボットハンドの制御方法であって、
前記ロボットハンドは、
ベースに対し多自由度を有するアーム部と、
前記アーム部に対し多自由度を有し、環境面上の把持対象物を把持する方向で対向する複数本の指を有するハンド部と、
各指の指先部のそれぞれの背側及び腹側に配置された第１の触覚センサ及び第２の触覚センサと、
を備え、
前記制御部において実行される、
初期姿勢において、前記各指の指先部の最下点が前記第１の触覚センサの検出可能領域に含まれるように指先部の姿勢角を調整する工程と、
前記ロボットハンドを下降させて前記環境面にアプローチする動作において、前記各指の前記第１の触覚センサの出力に基づいて、前記各指の指先部の前記環境面に対する接触力が所定値となるように制御する工程と、
前記把持対象物にアプローチする動作において、前記対向する指同士の距離を狭める方向に前記各指の少なくとも１本の指を前記環境面上で移動させ、移動の際に、移動させる指の指先部の前記環境面に対する接触力が所定値となるように制御する工程と、
前記各指の少なくとも１本の指の前記第２の触覚センサの出力が閾値以上となった場合に、前記把持対象物を目標位置に移動させるように制御する工程と、
を含むことを特徴とするロボットハンドの制御方法。
【請求項６】
制御部により実行されるロボットハンドのロボットハンド用制御プログラムであって、
前記ロボットハンドは、
ベースに対し多自由度を有するアーム部と、
前記アーム部に対し多自由度を有し、環境面上の把持対象物を把持する方向で対向する複数本の指を有するハンド部と、
各指の指先部のそれぞれの背側及び腹側に配置された第１の触覚センサ及び第２の触覚センサと、
を備え、
前記制御部において、
初期姿勢において、前記各指の指先部の最下点が前記第１の触覚センサの検出可能領域に含まれるように指先部の姿勢角を調整する工程と、
前記ロボットハンドを下降させて前記環境面にアプローチする動作において、前記各指の前記第１の触覚センサの出力に基づいて、前記各指の指先部の前記環境面に対する接触力が所定値となるように制御する工程と、
前記把持対象物にアプローチする動作において、前記対向する指同士の距離を狭める方向に前記各指の少なくとも１本の指を前記環境面上で移動させ、移動の際に、移動させる指の指先部の前記環境面に対する接触力が所定値となるように制御する工程と、
前記各指の少なくとも１本の指の前記第２の触覚センサの出力が閾値以上となった場合に、前記把持対象物を目標位置に移動させるように制御する工程と、
を実行するためのロボットハンド用制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンド、ロボットハンドの制御方法、及びロボットハンド用制御プログラムに関するものである。  
【背景技術】
【０００２】
従来、大量生産が主流であった工場では、単純な動作を繰り返す、すなわち一つの対象物に適した動作を行うロボットハンドが普及することで自動化が進んだ。これにより、人間が危険な作業をせずに済み人手不足に対しても貢献できていた。しかし、近年は多品種少量生産が主流になっており、限られた空間で様々な対象物に対して、把持・運搬・組立のような複数の作業が可能なロボットハンドが求められている。
【０００３】
例えば、ロボットハンドの把持作業で問題となるのは、形状の変化するやわらかい物や小さい物をうまく把持できないことである。ここで、「やわらかい物」とは、外力を加えて変形した場合に、外力をとり除いた場合に元の形状に戻るものと戻らない物（弾性及び可塑性の物）を含む。我々人間にとってやわらかい物を把持することは非常に容易なこと（無意識に行っている）であるが、ロボットハンドがやわらかい物を傷つけずに把持することは困難である。ロボットハンドの先行技術文献としては、例えば、以下の特許文献１〜３及び非特許文献１，２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／１４４７６７号
【特許文献２】特開２００６−２９７５４２号公報
【特許文献３】特開２００５−３４９４９２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｍ．Ｓｈｉｍｏｊｏ，Ｔ．Ａｒａｋｉ，Ｓ．Ｔｅｓｈｉｇａｗａｒａ，Ａ．Ｍｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍ．  Ｉｓｈｉｋａｗａ，“Ａ  ｎｅｔ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｔａｃｔｉｌｅ  ｓｅｎｓｏｒ  ｃｏｖｅｒｉｎｇ  ｆｒｅｅ−ｆｏｒｍ  ｓｕｒｆａｃｅ  ａｎｄ  ｅｎｓｕｒｉｎｇ  ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ，”Ｐｒｏｃ．２００７  ＩＥＥＥ／ＲＳＪ  Ｉｎｔ．ｃｏｎｆ．ｏｎ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｒｏｂｏｔｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，ｐｐ．６７０−６７５，２００７．
【非特許文献２】Ｙ．Ｓｕｚｕｋｉ，“Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｅｄ  Ｃｅｎｔｅｒ−ｏｆ−Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  ｆｏｒ  Ｒｏｂｏｔ  Ｆｉｎｇｅｒｔｉｐｓ  ａｎｄ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ，”ＩＥＥＥ  Ｒｏｂｏｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２，Ｉｓｓｕｅ  ４，ｐｐ．２１８０−２１８７，２０１７．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、形状の変化するやわらかい物や小さい物を高精度に把持することが可能なロボットハンド、ロボットハンドの制御方法、及びロボットハンド用制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ベースに対し多自由度を有するアーム部と、前記アーム部に対し多自由度を有し、環境面上の把持対象物を把持する方向で対向する複数本の指を有するハンド部と、各指の指先部のそれぞれの背側及び腹側に配置された第１の触覚センサ及び第２の触覚センサと、前記アーム部、前記ハンド部、第１の触覚センサ、及び第２の触覚センサの動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、初期姿勢において、前記各指の指先部の最下点が前記第１の触覚センサの検出可能領域に含まれるように指先部の姿勢角を調整し、前記ロボットハンドを下降させて前記環境面にアプローチする動作において、前記各指の前記第１の触覚センサの出力に基づいて、前記各指の指先部の前記環境面に対する接触力が所定値となるように制御し、前記把持対象物にアプローチする動作において、前記対向する指同士の距離を狭める方向に前記各指の少なくとも１本の指を前記環境面上で移動させ、移動の際に、移動させる指の指先部の前記環境面に対する接触力が所定値となるように制御し、前記各指の少なくとも１本の指の前記第２の触覚センサの出力が閾値以上となった場合に、前記把持対象物を目標位置に移動させるように制御することにしてもよい。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記各指は、前記指先部側の第１の関節部と、根元側の第２の関節部を有し、前記制御部は、前記第１の関節部及び前記第２の関節部の関節角度を調整して、前記指先部の前記環境面に対する接触力が所定値となるように制御してもよい。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記制御部は、前記環境面にアプローチする動作では、指先部の前記環境面に対する接触力が所定値を越える場合には、当該指について、前記第１の関節部の関節角を内側に閉じ、前記第２の関節部の関節角を外側に開く動作を行うことにしてもよい。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記制御部は、前記把持対象物にアプローチする動作では、移動させる指の指先部の目標軌道の鉛直方向成分を前記第１の触覚センサの出力に応じた補正量で補正して、当該鉛直方向成分を変化させ、当該変化を満たすように前記第１の関節部及び前記第２の関節部の関節角度を調整することにしてもよい。
【００１１】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、制御部により実行されるロボットハンドの制御方法であって、前記ロボットハンドは、ベースに対し多自由度を有するアーム部と、前記アーム部に対し多自由度を有し、環境面上の把持対象物を把持する方向で対向する複数本の指を有するハンド部と、各指の指先部のそれぞれの背側及び腹側に配置された第１の触覚センサ及び第２の触覚センサと、を備え、前記制御部において実行される、初期姿勢において、前記各指の指先部の最下点が前記第１の触覚センサの検出可能領域に含まれるように指先部の姿勢角を調整する工程と、前記ロボットハンドを下降させて前記環境面にアプローチする動作において、前記各指の前記第１の触覚センサの出力に基づいて、前記各指の指先部の前記環境面に対する接触力が所定値となるように制御する工程と、前記把持対象物にアプローチする動作において、前記対向する指同士の距離を狭める方向に前記各指の少なくとも１本の指を前記環境面上で移動させ、移動の際に、移動させる指の指先部の前記環境面に対する接触力が所定値となるように制御する工程と、前記各指の少なくとも１本の指の前記第２の触覚センサの出力が閾値以上となった場合に、前記把持対象物を目標位置に移動させるように制御する工程と、を含むことにしてもよい。
【００１２】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、制御部により実行されるロボットハンドのロボットハンド用プログラムであって、前記ロボットハンドは、ベースに対し多自由度を有するアーム部と、前記アーム部に対し多自由度を有し、環境面上の把持対象物を把持する方向で対向する複数本の指を有するハンド部と、各指の指先部のそれぞれの背側及び腹側に配置された第１の触覚センサ及び第２の触覚センサと、を備え、前記制御部において、初期姿勢において、前記各指の指先部の最下点が前記第１の触覚センサの検出可能領域に含まれるように指先部の姿勢角を調整する工程と、前記ロボットハンドを下降させて前記環境面にアプローチする動作において、前記各指の前記第１の触覚センサの出力に基づいて、前記各指の指先部の前記環境面に対する接触力が所定値となるように制御する工程と、前記把持対象物にアプローチする動作において、前記対向する指同士の距離を狭める方向に前記各指の少なくとも１本の指を前記環境面上で移動させ、移動の際に、移動させる指の指先部の前記環境面に対する接触力が所定値となるように制御する工程と、前記各指の少なくとも１本の指の前記第２の触覚センサの出力が閾値以上となった場合に、前記把持対象物を目標位置に移動させるように制御する工程と、を実行するためのロボットハンド用制御プログラムであってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、形状の変化するやわらかい物や小さい物を高精度に把持することが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明に係るロボットハンドの環境面へのアプローチ動作を説明するための模式図である。
【図２】図２は、本発明に係るロボットハンドの環境面上のなぞり動作を説明するための模式図である。
【図３】図３は、本実施の形態のロボットハンドの構成の概略を示す図である。
【図４】図４は、図３のハンド部を拡大して示した図である。
【図５】図５は、本実施の形態のロボットハンドの制御系を示すブロック構成図である。
【図６】図６は、指先部の概略の斜視図である。
【図７】図７は、指先部の概略の側面図である。
【図８】図８は、指先部の指先が環境面と把持対象物に接触している状態を示す概略の側面図である。
【図９】図９は、指の第１の関節部及び第２の関節部の関節角を説明するための模式図である。
【図１０】図１０は、ロボットハンドが把持対象物を把持する際の制御部の全体動作の制御の概略を説明するための図である。
【図１１】図１１は、図１０の環境面にアプローチする動作の詳細な内容を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１２は、図１０の把持対象物にアプローチする動作の詳細な内容を説明するためのフローチャートである。
【図１３−Ａ】図１３−Ａは、本実施の形態の把持対象物の例を説明するための図である。
【図１３−Ｂ】図１３−Ｂは、本実施の形態の把持対象物の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係るロボットハンド、ロボットハンドの制御方法、及びロボットハンド用制御プログラムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１６】
（１．本発明の原理）
まず、図１及び図２を参照して、本発明に係るロボットハンドの原理を説明する。
【００１７】
［１−１．背景］
物体把持・運搬を目的としたロボットハンドにおいて、開発する際に問題となるのは、周囲の環境を考慮した様々な種類の把持対象物へのアプローチ・把持方法である。この問題の解決が非常に困難であると考える要因は二つある。
【００１８】
一つ目は、ロボット周囲の環境と衝突しないような把持対象物への接近・運搬・ロボットの初期位置への移動をし、さらに環境を利用した安定した把持対象物把持を可能とする、周囲の環境に応じた動作である。二つ目は、把持対象物の大きさ・形状・やわらかさに応じて適切な力かつ持ち方を判断することである。我々人間にとってこれらの動作は非常に容易なこと（無意識に行っている）であるが、ロボットが様々な把持対象物に対するアプローチ方法を判断するのは困難である。
【００１９】
本発明は、一例として３本指のロボットハンドを使用し、各指先の腹側と背側に設けた触覚センサから得られる情報に基づいて、環境面と把持対象物を同時に検知しつつ把持を行うことを目的とする。ここで、環境面は、作業台、テーブル台、ベルトコンベア等の静止している面及び動いている面を含む。各指先の腹側と背側にそれぞれ触覚センサを設け、背側では主に環境面との接触を検知し、腹側では主に把持対象物を検知することで、環境面と把持対象物の同時検知を可能にしている。
【００２０】
これにより、本発明では、指を環境面と接触させながら動かし、同時に安定した把持対象物の把持が可能になる。本発明では、新たに開発したロボットハンド指先部用の触覚センサの構造と、これを利用した環境面上の把持対象物に対する把持制御手法の提案を行う。
【００２１】
［１−２．指先部触覚センサ］
本発明のロボットハンドシステムで用いる指先部の触覚センサの構造について説明する。本触覚センサの主な特徴は、指先部表面を腹側と背側に分割して２つのシート状の触覚センサを実装していることである。なお，各触覚センサには面状の感圧部に作用する荷重分布の重心位置を算出して出力するＣｏＰ  （Ｃｅｎｔｅｒ  ｏｆ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）方式（非特許文献１，２参照）を採用している。
【００２２】
ロボットハンドの指先部の寸法はロボットハンドの寸法に合わせて決定することができる。側面から見た形状は円弧を組み合わせて構成した。これはテーブル等の環境面に対して指先が滑らかに接するようにするためである。幅方向には直線的に押し出した形状であるため、指先部の表面は長方形に展開できる。これにより、フレキシブル基板上に形成する触覚センサを歪みなく実装することができる。
【００２３】
指先部に搭載したシート形状の２つの触覚センサによって環境面と環境面上の把持対象物との接触状態を検出する。２つの触覚センサは、溝内から腹側は指先部の付け根までと、背側は最も膨らんだ部分を超えた位置までの２か所に、それぞれ感圧部を有している。環境に対する指先の姿勢を適切に制御することで、環境面と把持対象物を個別にセンシング可能となる。
【００２４】
［１−３．制御アルゴリズム］
多指ロボットハンドで環境面上にある把持対象物を把持する際、その両者に対して同時に指先が接触する状態が生じうる。特に把持対象物が小さい場合や掬い上げるような動作が必要な場合、複数の把持対象物を集めて同時に把持する場合などには、その置かれている環境との接触は避けにくい。そこで、本発明では、環境面との接触検知を目的とした指先部背側の触覚センサの出力を利用して、環境面との過剰な力での接触の回避および環境面に対する指先のなぞり動作を行う手法を実装した。
【００２５】
［１−３−１．環境面へのアプローチ動作］
図１は、本発明に係るロボットハンドの環境面へのアプローチ動作（背側の触覚センサの出力に基づいたフィードバック動作）を説明するための模式図である。（Ａ）は環境面（例えば、作業台）が水平な場合、（Ｂ）は環境面が傾斜している場合である。
【００２６】
図１において、初期姿勢においてロボットハンド１の指先部２の最下点が背側の触覚センサで被覆した領域に含まれるように指先部２の姿勢角を調整する。アプローチ動作開始後は背側の触覚センサの出力が閾値を超えたことを検知した場合に、第２屈曲関節（指根本側）を外側に広げ第１屈曲関節（指先端側）を同じ変位角だけ内側に閉じるようにする。
【００２７】
これにより、図１（Ｂ）に示すように、環境面３に対して傾いた姿勢でアプローチしたとしても、指先部２の姿勢を一定に保ちながら、各指の指先部２の環境面との接触力が閾値以下の状態を維持し、全ての指先部が接触した際にアプローチ動作を停止することができる。
【００２８】
［１−３−２．環境面上のなぞり動作］
図２は、本発明に係るロボットハンドの環境面上のなぞり動作（背側の触覚センサの出力に基づいたフィードバック動作）を説明するための模式図である。
【００２９】
図２に示すように、本発明では、基本動作として指先部２の接触点が水平方向に一定速度で移動する軌道制御を行いながら、その過程で背側の触覚センサの出力値に応じて軌道の鉛直方向成分を修正することで接触力が一定の範囲に収まるようにする。この動作を用いて対向する指同士の指先間距離を狭めることで環境面上の把持対象物の把持を行う。このとき指先部２の姿勢は内側に屈曲する方向に変化するが、指先の背側の広範囲をカバーするように触覚センサが実装されているため、指先が環境面３に接触している限りは触覚センサが応答するようにした。
【００３０】
以下、本発明に係るロボットハンドを適用した実施の形態について説明する。本発明の構成要素は、本明細書の図面に一般に示してあるが、様々な構成で広く多様に配置し設計してもよいことは容易に理解できる。したがって、本発明の装置、システムおよび方法の実施形態についての以下のより詳細な説明は、特許請求の範囲に示す本発明の範囲を限定するものではなく、単に本発明の選択した実施形態の一例を示すものであって、本明細書の特許請求の範囲に示す本発明と矛盾無く装置、システムおよび方法についての選択した実施形態を単に示すものである。当業者は、特定の細目の１つ以上が無くても、または他の方法、部品、材料でも本発明を実現できることが理解できる。  
【００３１】
（２．実施の形態）
以下、図３〜図１３を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００３２】
［２−１．ロボットハンドの構成］
図３は、本実施の形態のロボットハンドの構成の概略を示す図である。図４は、ロボットハンドのハンド部を拡大して示した図である。図５は、本実施の形態のロボットハンドの制御系を示すブロック構成図である。
【００３３】
図３に示すように、本実施の形態のロボットハンド１０は、大別すると、アーム部２０と、ハンド部３０、ベース部４０と、制御部５０を備えている。ベース部４０は、アーム部２０を装着するための部位であり、例えば、ベース台で構成することができる。ベース部４０は、これに限られるものではなく、アーム部２０を装着可能な構成であればよく、例えば、人型ロボットの胴部のような別の部位で構成してもよい。
【００３４】
アーム部２０は、例えば、単腕ロボットアームで構成することができ、ベース部４０に対して多自由度（図３に示す例では、全６自由度）を有する。アーム部２０は、例えば、矢印方向に旋回可能な６つの関節部２１〜２６を有し、各関節部２１〜２６にはサーボモータ２１Ｍ〜２６Ｍ（図５参照）が内蔵されている。
【００３５】
ハンド部３０は、アーム部２０に取り付けられ、アーム部２０に対して多自由度（図３及び図４に示す例では、全８自由度）を有している。ハンド部３０は、図３及び図４に示すように、環境面上の把持対象物を把持する方向で互いに対向する１本指６０と、２本指７０、８０と、各指６０，７０，８０が取り付けられたハンド本体３１とを備えている。
【００３６】
各指６０，７０，８０は、指先部６１，７１，８１と、中間部６２，７２，８２と、根元部６３，７３，８３と、指先部６１，７１，８１及び中間部６２，７２，８２間に設けられた第１の関節部６４，７４，８４と、中間部６２，７２，８２及び根元部６３，７３，８３間に設けられた第２の関節部６５，７５，８５とを備えている。第１の関節部６４，７４，８４には、サーボモータ６４Ｍ，７４Ｍ，８４Ｍが内蔵されている（図５参照）。また、第２の関節部６５，７５，８５には、サーボモータ６５Ｍ，７５Ｍ，８５Ｍが内蔵されている（図５参照）。
【００３７】
更に、２本指側の指７０，８０の根元部７３，８３及びハンド本体３１間には第３の関節部７６，８６が設けられている。第３の関節部７６，８６には、サーボモータ７６Ｍ，８６Ｍが内蔵されている（図５参照）。例えば、把持対象物が球状のものや大きいものである場合に、第３の関節部７６，８６を旋回させることで、好適に把持することができる。
【００３８】
指６０，７０，８０の指先部６１，７１，８１には、それぞれ、背側に第１の触覚センサ６１Ａ、７１Ａ，８１Ａが配置されおり、腹側に第２の触覚センサ６１Ｂ、７１Ｂ，８１Ｂが配置されている。第１の触覚センサ６１Ａ、７１Ａ，８１Ａは、把持対象物が置かれる環境面に対する指先部６１，７１，８１の接触力を検知するためのものである。第２の触覚センサ６１Ｂ、７１Ｂ，８１Ｂは、環境面上の把持対象物に対する指先部６１，７１，８１の接触力を検知するためのものである。
【００３９】
ロボットハンド１０の制御系は、図５に示すように、ロボットハンド１０の全体動作を制御する制御部５０と、アーム部２０の各関節部２１〜２６のサーボモータ２１Ｍ〜２６Ｍを駆動するモータドライバ５１と、ハンド部３０の第１の関節部６４，７４，８４のサーボモータ６４Ｍ，７４Ｍ，８４Ｍ、第２の関節部６５，７５，８５のサーボモータ６５Ｍ，７５Ｍ，８５Ｍ、及び第３の関節部７６，８６のサーボモータ７６Ｍ，８６Ｍを駆動するモータドライバ５２と、接触力（圧力）に応じたセンサ出力として電流値Ｉａｌｌを制御部５０にそれぞれ出力する第１の触覚センサ６１Ａ、７１Ａ，８１Ａ及び第２の触覚センサ６１Ｂ、７１Ｂ，８１Ｂ等を備えている。
【００４０】
制御部５０は、例えば、ＣＰＵ、メモリ、ストレージ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、電源回路等を備えている。ＣＰＵは、ストレージに格納された制御プログラムを実行して、ロボットハンド１０全体の制御を行う機能を司る。また、制御部５０は、電源回路を制御して、ロボットハンド１０の各部に駆動電力を供給する。メモリは、キャッシュメモリやＲＡＭで構成されており、ＣＰＵの実行プログラムの読み込み領域として、実行プログラムの処理データを書き込む作業領域として利用される書き込み可能メモリである。ストレージは、例えば、ＳＳＤ、ＨＤＤ、ＲＯＭ等であり、制御プログラムやデータ等を記憶する機能を有する。
【００４１】
制御部５０は、モータドライバ５１を制御して、アーム部２０のサーボモータ２１Ｍ〜２６Ｍの動きを制御することにより各関節部２１〜２６の動作を制御し、アーム部２０の全体の動きを制御する。
【００４２】
また、制御部５０は、モータドライバ５２を制御して、ハンド部３０のサーボモータ６４Ｍ，７４Ｍ，８４Ｍと、６５Ｍ，７５Ｍ，８５Ｍと、７６Ｍ，８６Ｍの動きを制御することにより、第１の関節部６４，７４，８４、第２の関節部６５，７５，８５、第３の関節部７６，８６の動作を制御し、ハンド部３０の全体の動きを制御する。
【００４３】
具体的には、制御部５０は、第１の触覚センサ６１Ａ、７１Ａ，８１Ａ及び第２の触覚センサ６１Ｂ、７１Ｂ，８１Ｂの電流値Ｉａｌｌに基づいて、ハンド部３０及びアーム部２０の各関節角度、角速度、トルク及び経路等の最適値をリアルタイムに算出して、モータドライバ５１、５２を介して、アーム部２０のサーボモータ２１Ｍ〜２６Ｍ、ハンド部３０のサーボモータ６４Ｍ，７４Ｍ，８４Ｍと、６５Ｍ，７５Ｍ，８５Ｍと、７６Ｍ，８６Ｍに指令値を出力する。
【００４４】
以下の説明では、制御部５０の制御を説明する場合に、説明を簡素化するため、モータドライバ及びサーボモータを介した動作である旨の説明を省略する。
【００４５】
制御部５０は、ロボットハンド１０の初期姿勢において、各指６０，７０，８０の指先部６１，７１，８１の最下点が第１の触覚センサ６１Ａ、７１Ａ，８１Ａの検出可能領域に含まれるように指先部６１，７１，８１の姿勢角を調整する。制御部５０は、ロボットハンド１０を下降させて環境面にアプローチする動作において、各指６０，７０，８０の第１の触覚センサ６１Ａ、７１Ａ，８１Ａのセンサ出力に基づいて、各指６０，７０，８０の指先部６１，７１，８１の環境面に対する接触力が所定値となるように制御する。制御部５０は、把持対象物にアプローチする動作において、対向する指同士の距離を狭める方向に各指６０，７０，８０の少なくとも１本の指を環境面上で移動させ、移動の際に、移動させる指の指先部の環境面に対する接触力が所定値となるように制御する。制御部５０は、各指６０，７０，８０の少なくとも１本の指の第２の触覚センサの出力が閾値以上となった場合に、把持対象物を把持したと判断して、把持対象物を目標位置に移動させるように制御する。
【００４６】
また、制御部５０は、各指６０，７０，８０の第１の関節部６４，７４，８４及び第２の関節部６５，７５，８５の関節角度を調整して、指先部６１，７１，８１の環境面に対する接触力が所定値となるように制御することにしてもよい。
【００４７】
［２−２．センサ機構］
つぎに、図６〜図８を参照して、ロボットハンド１０のセンサ機構（第１の触覚センサ及び第２の触覚センサ）について説明する。各指先部６１，７１，８１のセンサ機構は同様な構成であるので、指先部６１を代表させて説明する。図６は、指先部の概略の斜視図、図７は、指先部の概略の側面図、図８は、指先部の指先が環境面と把持対象物に接触している状態を示す概略の側面図である。
【００４８】
図６〜図８において、センサ機構は、指先部６１と、指先部６１の背側（指の背部）の表面に配置され、把持対象物が置かれる環境面に対する接触力を検知するための第１の触覚センサ６１Ａと、指先部６１の腹側（指の腹部）の表面に配置され、把持対象物に対する接触力を検知するための第２の触覚センサ６１Ｂと、を備えている。
【００４９】
指先部６１は、側面視曲線形状を呈しており、腹側と背側で円弧を組み合わせた構成となっている。これにより、環境面に対して指先が滑らかに接することが可能である。また、指先部６１は、先端側が二股形状６１ｃを有しており、この二股形状６１ｃにより、背側と腹側とで段差が形成されている。二股形状６１ｃの両先端は、幅方向に直線状に伸長している。この段差は、背側に配置される第１の触覚センサ６１Ａで環境面を検出するために、背側が腹側に比して高く形成されている。これは、指先部６１の姿勢角度を調整することで、背側の先端のみが環境面に接触し、腹側の先端が環境面に接触しないようにするためである。
【００５０】
第１の触覚センサ６１Ａ及び第２の触覚センサ６１Ｂは、感圧部がシート形状に形成されており、例えば、抵抗式、圧電式、磁気式、静電容量式、ひずみゲージ式、超音波式、気圧式、水圧式、電荷式、水晶振動子式、及び光学式等の各種方式を使用することができる。第１の触覚センサ６１Ａ及び第２の触覚センサ６１Ｂのシート形状の感圧部は、例えば、貼り付け等により指先部６１に固定することができる。
【００５１】
第１の触覚センサ６１Ａのシート形状に形成された感圧部は、背側の先端部を覆うように、指先部６１の二股形状６１ｃの溝の内側から背側の最も膨らんだ部分を超えた位置まで面状に伸長している。このように、第２の触覚センサ６１Ｂは、広範囲をカバーするように実装されているため、指先が環境面に接触している限りは接触力を検出可能である。
【００５２】
第２の触覚センサ４１Ｂのシート形状に形成された感圧部は、腹側の先端部を覆うように、指先部６１の二股形状６１ｃの溝の内側から腹側の付け根の位置まで面状に伸長している。
【００５３】
第１の触覚センサ６１Ａ及び第２の触覚センサ６１Ｂは、感圧部に作用する荷重分布の重心位置を算出して出力するＣｏＰ  （Ｃｅｎｔｅｒ  ｏｆ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）方式を採用することができる。
【００５４】
［２−３．制御アルゴリズム］
つぎに、図９〜図１２を参照して、ロボットハンド１０の制御部５０による制御アルゴリズムを説明する。図９は、指の第１の関節部及び第２の関節部の関節角を説明するための模式図である。図１０は、ロボットハンド１０が把持対象物を把持する際の制御部５０の全体動作の制御の概略を説明するための図である。
【００５５】
図９において、中間部６２，７２，８２の中心線に対する指先部６１，７１，８１の閉じる方向の角度（第１の関節部６４，７４，８４の閉じる方向の回転角度）をそれぞれ関節角θ１と称する。また、根元部６３，７３，８３の中心線に対する中間部６２，７２，８２の開く方向の角度（第２の関節部６５，７５，８５の開く方向の回転角度）をそれぞれ関節角θ２と称する。
【００５６】
図１０を参照して、ロボットハンド１０が把持対象物を把持する際の制御部５０の全体動作の制御の概略を説明する。図１０において、まず、ロボットハンド１０の初期姿勢を調整する（ステップＳ１）。初期姿勢の調整では、ハンド部３０の各指６０，７０，８０の指先部６１，７１，８１の最下点（背側の指先）が第１の触覚センサ６１Ａ，７１Ａ，８１Ａの検出可能領域に含まれるように姿勢角を調整する。具体的には、図９に示すように、初期姿勢では、各指６０，７０，８０について、環境面との接触点が指先部の先端の第１の触覚センサとなり、かつ、指先部６１，７１，８１及び中間部６２，７２，８２が外側に屈曲するように関節角（θ１，θ２）を調節する。
【００５７】
つぎに、環境面にアプローチする動作（ロボットハンド下降動作）を実行する（ステップＳ２）。具体的には、ロボットハンド１０全体を各指６０，７０，８０の第１の触覚センサ６１Ａ，７１Ａ，８１Ａのセンサ出力に基づいて、各指６０，７０，８０の指先部６１，７１，８１の環境面に対する接触力が所定値となるように制御する。
【００５８】
つづいて、把持対象物にアプローチする動作を実行する（ステップＳ３）。具体的には、対向する指同士の距離を狭める方向に各指６０，７０，８０を環境面上で移動させ、移動の際に、移動させる指６０，７０，８０の指先部６１，７１，８１の環境面に対する接触力が所定値となるようにフィードバック制御すると共に、各指６０，７０，８０の第２の触覚センサ６１Ｂ，７１Ｂ，８１Ｂの出力が閾値以上となるように制御する。各指６０，７０，８０の第２の触覚センサ６１Ｂ，７１Ｂ，８１Ｂの出力が閾値以上となった場合に、把持対象物を把持したと判断する。
【００５９】
このように、環境面にアプローチする動作及び把持対象物にアプローチする動作では、過剰な力での把持対象物への接触を回避するため、指先部６１，７１，８１の環境面に対する接触力を小さくするために、第１の触覚センサ６１Ａ，７１Ａ，８１Ａのセンサ出力が閾値となるようにフィードバック制御している。
【００６０】
最後に、ロボットハンド１０全体を制御して、把持した把持対象物を目標位置に移動させる（ステップＳ４）。
【００６１】
［２−３−１．環境面にアプローチする動作］
図１１を参照して、図１０の上記Ｓ２の環境面にアプローチする動作を詳細に説明する。図１１は、図１０の上記Ｓ２の環境面にアプローチする動作の詳細な内容を説明するためのフローチャートである。
【００６２】
環境面にアプローチする動作では、過剰な力で指先が環境面に接触するのを回避している。ロボットハンド１の指先を環境面の方向に向けた初期姿勢とした後、ロボットハンド１全体を下降させることで、３本の指６０，７０，８０を環境面に接触させる。
【００６３】
環境面は、水平な平面の場合、傾斜している場合、凹凸があり平面でない場合等がある。本実施の形態では、環境面が傾斜している場合や凹凸があり平面でない場合においても、各指６０，７０，８０が所定の接触力で接触するように、接触時の各指６０，７０，８０の接触力を揃えるように姿勢を個別に調整している。すなわち、環境面へのアプローチ動作中に環境面と接触する各指６０，７０，８０の接触力を一定値に保つように制御している。
【００６４】
環境面へのアプローチ動作時、常時、指６０，７０，８０毎に、指先にかかる力（接触力）に応じて第１の触覚センサ６１Ａ、７１Ａ，８１Ａに流れる電流値Ｉａｌｌと予め設定した閾値電流値Ｉｒｅｆの差分Ｉａｌｌ−Ｉｒｅｆを算出している。
【００６５】
ロボットハンド１０を初期姿勢の状態で下降させて、第１の触覚センサ６１Ａ，７１Ａ，８１Ａの電流値Ｉａｌｌが閾値電流値Ｉｒｅｆとなるように、すなわち、各指６０，７０，８０の指先部６１，７１，８１の環境面に対する接触力が所定値となるように、各関節角（θ１，θ２）をフィードバック制御する。
【００６６】
具体的には、制御部５０は、第１の触覚センサ６１Ａ，７１Ａ，８１Ａの電流値Ｉａｌｌに基づいて、目標とする関節角（θ１，θ２）をそれぞれ決め、第１の関節部６４，７４，８４及び第２の関節部６５，７５，８５の関節角を決定した関節角にするために角速度やトルクを計算して、その指令値を各関節部のサーボモータ６４Ｍ，７４Ｍ，８４Ｍ及び６５Ｍ，７５Ｍ，８５Ｍに出力することで、関節角を調整する。
【００６７】
ここで、初期姿勢位置に誤差がない場合や環境面が水平で平らな面である場合は、全指６０，７０，８０の指先部６１，７１，８１が略同時に環境面に接触するが、初期姿勢位置に誤差がある場合や環境面に傾斜・凸凹がある場合には、全指６０，７０，８０が同時に接触せずに、時間差がある場合がある。先に接触した指については、このまま下降を続けると、環境面との接触力が大きくなりすぎる。
【００６８】
そこで、本実施の形態では、全ての指が環境面に接触するまでロボットハンド１０を下降させつつ、先に接触した指については、接触力を低減させる動作（関節角θ１を内側に閉じ，関節角θ２は外側に開く動作）を行う。
【００６９】
具体的には、例えば、ロボットハンド１０の下降動作後、第１の触覚センサの電流値Ｉａｌｌが閾値電流値Ｉｒｅｆより大きくなる（Ｉａｌｌ−Ｉｒｅｆ＞０）指（先に環境面に接触した指）がある場合には、当該指の関節角θ１，θ２に、補正量Ｇａｎｇ（Ｉａｌｌ−Ｉｒｅｆ）・・・（１）を加算する。ここで、Ｇａｎｇは実験的に決定するゲインである。
【００７０】
これにより、関節角θ１は内側に閉じ，関節角θ２は外側に開くことになり、指先の環境面に対する接触力を低減させる。それぞれの関節角θ１，θ２に同じ補正量を逆向きに加えているため、指と環境面との接触点が変わらない、すなわち、指先の姿勢を保持することが可能であり、指の接触力を所定値近傍で維持することが可能となる。
【００７１】
全指６０，７０，８０が接触して、第１の触覚センサ６１Ａ，７１Ａ，８１Ａの電流値Ｉａｌｌが閾値電流値Ｉｒｅｆとなった場合には、ロボットハンド１０を下降する動作を終了する。
【００７２】
ここで、電流値Ｉａｌｌ＝閾値電流値Ｉｒｅｆとなるのが望ましいが、電流値Ｉａｌｌが閾値（所定範囲）となった場合に、ロボットハンド１０を下降する動作を終了することにしてもよい。例えば、閾値（所定範囲）＝閾値電流値Ｉｒｅｆ±Ａであり、Ａは「０」が最も望ましく小さい値が望ましい。
【００７３】
つぎに、図１１を参照して、上記Ｓ２の環境面にアプローチする動作の一例を説明する。図１１において、ロボットハンド１０を下降させる動作を開始する。第１の触覚センサの電流値が閾値（所定範囲）を越える指があるか否かを判断する（ステップＳ１１）。第１の触覚センサの電流値が閾値（所定範囲）を越える指がない場合には（ステップＳ１１の「ＮＯ」）、ステップＳ１３に移行する。
【００７４】
第１の触覚センサの電流値が閾値（所定範囲）を越える指がある場合には（ステップＳ１１の「Ｙｅｓ」）、当該指について、第１の触覚センサの電流値が閾値（所定範囲）となるように、接触力を低減させる動作（関節角θ１，θ２に補正量Ｇａｎｇ（Ｉａｌｌ−Ｉｒｅｆ）を加えて、関節角θ１を内側に閉じ，関節角θ２は外側に開く動作）を行う（ステップＳ１２）。
【００７５】
ステップＳ１３では、全ての指６０，７０，８０の第１の触覚センサ６１Ａ，７１Ａ，８１Ａの電流値が閾値（所定範囲）となったかを判断し（ステップＳ１３）、全ての指６０，７０，８０の第１の触覚センサ６１Ａ、７１Ａ，８１Ａの電流値が閾値（所定範囲）となった場合には（ステップＳ１３の「Ｙｅｓ」）、ロボットハンド１０を下降させる動作を終了する。
【００７６】
他方、全ての指６０，７０，８０の第１の触覚センサ６１Ａ、７１Ａ，８１Ａの電流値が閾値（所定範囲）でない場合には（ステップＳ１３の「Ｎｏ」）、ステップＳ１１に戻り、全ての指６０，７０，８０の第１の触覚センサ６１Ａ、７１Ａ，８１Ａの電流値が閾値（所定範囲）となるまで同じ処理を繰り返し実行する。
【００７７】
これにより、環境面が水平な場合、傾斜している場合、及び、凹凸がある場合等において、全ての指６０，７０，８０の指先の環境面に対する接触力を所定値近傍とすることが
できる。
【００７８】
［２−３−２．把持対象物にアプローチする動作］
図１２を参照して、上記Ｓ３の環境面上の把持対象物にアプローチする動作を詳細に説明する。図１２は、上記Ｓ３の把持対象物にアプローチする動作の詳細な内容を説明するためのフローチャートである。
【００７９】
環境面上の把持対象物にアプローチする動作は、ロボットハンド１０の全指６０，７０，８０の指先が環境面に接触した後、対向する１本指６０と２本指７０，８０同士の指先間距離を狭める方向（把持対象物を挟む方向）に、各指６０，７０，８０を、環境面上をなぞるように水平方向に等速度で移動させる（指を閉じる）。ここでの移動は、各指６０，７０，８０を環境面との接触力が変わらないように閉じることで，把持対象物を動かして把持する動作である。
【００８０】
把持対象物にアプローチする動作により、把持対象物を把持可能な位置まで動かしたり複数の把持対象物がひと塊となるようにかき集める。ここで、把持対象物が大きい物や固い物である場合は、指を環境面と接触させなくても把持することができるが、把持対象物が小さい場合ややわらかい場合は、指を環境面と接触させなければ同様の動作を行うことが困難である。他方、指先と環境面が強く接触すると大きな反力・摩擦力が発生するため滑らかな動作が実行できない。
【００８１】
そこで、本実施の形態では、環境面上で指６０，７０，８０を移動させる際に、環境面に対する接触力が所定値となるように制御している。環境面上にアプローチ動作と同様に、常時、各指６０，７０，８０の第１の触覚センサ６１Ａ，７１Ａ，８１Ａの電流値Ｉａｌｌを検出して、閾値電流値Ｉｒｅｆとの差分Ｉａｌｌ−Ｉｒｅｆをそれぞれ算出している。
【００８２】
まず、本動作における初期姿勢は各指６０，７０，８０の指先が環境面と接触している状態であり、この状態から指６０，７０，８０の指先が水平方向に移動する軌道を初期の目標軌道として一定速度で動かし始める。このとき，環境面に凹凸があったり、ロボットハンド１０の動作にズレが生じたりした場合には接触力が変化してしまうため、それぞれの指先の目標軌道の鉛直方向成分（鉛直下方向を正とする）を補正量Ｇｈｅｉ（Ｉａｌｌ−Ｉｒｅｆ）で補正して鉛直方向成分を変化させ、この変化を満たすように関節角θ１，θ２を変化させる。
【００８３】
具体的には、各指６０，７０，８０について、第１の触覚センサの電流値Ｉａｌｌが閾値電流値Ｉｒｅｆより大きい場合（Ｉａｌｌ−Ｉｒｅｆ＞０）は、指先の目標軌道の鉛直方向成分を補正量Ｇｈｅｉ（Ｉａｌｌ−Ｉｒｅｆ）で補正して、鉛直方向成分を小さくし、これを満たすようにθ１、θ２を変化させる。この動作により指先の接触力が弱まる。他方、第１の触覚センサの電流値Ｉａｌｌが閾値電流値Ｉｒｅｆ未満（Ｉａｌｌ−Ｉｒｅｆ＜０）の場合は、指先の目標軌道の鉛直方向成分を補正量Ｇｈｅｉ（Ｉａｌｌ−Ｉｒｅｆ）で補正して、鉛直方向成分を大きくし、これを満たすように関節角θ１、θ２を変化させる。この動作により指先の接触力が強まる。
【００８４】
このように、接触力を一定の範囲に収まるように調整しながら、把持対象物をかき集めたり対向する指同士の指先間距離を狭めて把持対象物を把持することが可能である。
【００８５】
つぎに、図１２を参照して、上記Ｓ３の把持対象物にアプローチする動作の一例を説明する。図１２において、把持対象物にアプローチする動作を開始する。まず、第１の触覚センサの電流値≠閾値（所定範囲）となる指があるか否かを判断し（ステップＳ２１）、第１の触覚センサの電流値≠閾値（所定範囲）となる指がない場合には（ステップＳ２１の「Ｎｏ」）、ステップＳ２５に移行する。
【００８６】
第１の触覚センサの電流値≠閾値（所定範囲）となる指がある場合は（ステップＳ２１の「Ｙｅｓ」）、当該指について、第１の触覚センサの電流値＞閾値（所定範囲）であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。
【００８７】
第１の触覚センサの電流値＞閾値（所定範囲）である場合には（ステップＳ２２の「Ｙｅｓ」）、当該指について、第１の触覚センサの電流値＝閾値（所定範囲）となるように、指先の環境面に対する接触力を低減させる動作を行う（ステップＳ２３）。具体的には、指先の目標軌道の鉛直方向成分を補正量Ｇｈｅｉ（Ｉａｌｌ−Ｉｒｅｆ）で補正して、鉛直方向成分を小さくし、これを満たすように関節角θ１、θ２を変化させる。
【００８８】
第１の触覚センサの電流値＞閾値（所定範囲）でない場合（ステップＳ２２の「Ｎｏ」）、すなわち、第１の触覚センサの電流値＜閾値（所定範囲）の場合には、指先の環境面に対する接触力を増加させる動作を行う（ステップＳ２４）。具体的には、指先の目標軌道の鉛直方向成分を補正量Ｇｈｅｉ（Ｉａｌｌ−Ｉｒｅｆ）で補正して、鉛直方向成分を大きくし、これを満たすように関節角θ１、θ２を変化させる。
【００８９】
ステップＳ２５では、全ての指６０，７０，８０の第２の触覚センサ６１Ｂ，７１Ｂ，８１Ｂの電流値≧閾値となったかを判断し、全ての指６０，７０，８０の第２の触覚センサ６１Ｂ，７１Ｂ，８１Ｂの電流値≧閾値となった場合には（ステップＳ２５の「Ｙｅｓ」）、把持対象物を把持したと判断して、把持対象物にアプローチする動作を終了する。
【００９０】
他方、全ての指６０，７０，８０の第２の触覚センサ６１Ｂ，７１Ｂ，８１Ｂの電流値≧閾値（所定範囲）でない場合には（ステップＳ２５の「Ｎｏ」）、ステップＳ２１に戻り、第２の触覚センサ６１Ｂ，７１Ｂ，８１Ｂの電流値≧閾値となるまで同じ処理（ステップＳ２１〜Ｓ２５）を繰り返し実行する。
【００９１】
［２−３−３．変形例］
なお、上記制御アルゴリズムは、基本的な制御アルゴリズムを示したものであり、各種の変形が可能である。
【００９２】
例えば、ロボットハンド１を３本指としているが、本発明は、これに限られるものではなく、少なくとも対向する２本の指があればよく、また、４本以上としてもよい。
【００９３】
また、環境面にアプローチする動作及び把持対象物にアプローチする動作では、各指の第１の触覚センサを用いることを基本としているが、把持対象物の形状やサイズによっては、タイミング（時間）を区切り、第２の触覚センサのみでこれらの動作を行ってもよい。
【００９４】
また、把持対象物にアプローチする動作では、第２の触覚センサの出力値が０から０以上に変わった瞬間に把持対象物と接触したことを検出したり、各指の第２の触覚センサの出力値の大きさの違いから物体の傾き具合を検出してもよい。また、全指の第２の触覚センサの出力値が閾値以上となるように各指の関節角度を制御し、全指の第２の触覚センサの出力値が閾値以上となった場合に、把持対象物を目標位置に移動させることにしてもよい。
【００９５】
また、把持対象物にアプローチする動作では、移動させる指の本数を少なくとも１本としてもよく、また、少なくとも１本の指の第２の触覚センサの出力値が閾値以上となった場合に把持を検出することにしてもよい。例えば、スティック包装品をモデルにして把持する場合は、２本指側を先に環境面に沿わせながらスティック包装品を掻き集め、対向する１本指側は環境面に沿わせずに最後１本のスティック包装品を２本指側の腹の上に添えるというような動作を行ってもよい。
【００９６】
［２−４．把持対象物の例］
図１３−Ａ及び図１３−Ｂは、本実施の形態の把持対象物の例を説明するための図である。本実施の形態の制御アルゴリズムを使用すると、一回の把持動作で、各種の小さい物（厚さの薄い物を含む）ややわらかい物等の単数又は複数を把持することが可能である。図１３−Ａ及び図１３−Ｂに示す例では、本実施の形態のロボットハンド１０により、小瓶、小袋、複数の小箱、ビニールボトル、三角パック、容器、ペットボトル、食品自体（唐揚げ、フライ等）等が把持可能であることを示している。
【００９７】
本実施の形態のロボットハンド１０では、小さい物（厚さの薄い物を含む）ややわかい物を把持する場合には、上述の環境面にアプローチする動作及び把持対象物にアプローチする動作で把持可能である。また、大きい物（厚さの厚い物を含む）を把持する場合には、把持対象物にアプローチする動作において、環境面上を指先でなぞる動作を行わなくても把持可能である（指腹のみで把持が可能である）。
【００９８】
以上説明したように、本実施の形態のロボットハンド１０によれば、ロボットハンド１０の初期姿勢において、各指６０，７０，８０の指先部６１，７１，８１の最下点が第１の触覚センサ６１Ａ、７１Ａ，８１Ａの検出可能領域に含まれるように指先部６１，７１，８１の姿勢角を調整し、ロボットハンド１０を下降させて環境面にアプローチする動作において、各指６０，７０，８０の第１の触覚センサ６１Ａ、７１Ａ，８１Ａのセンサ出力に基づいて、各指６０，７０，８０の指先部６１，７１，８１の環境面に対する接触力が所定値となるように制御し、把持対象物にアプローチする動作において、対向する指同士の距離を狭める方向に各指６０，７０，８０の少なくとも１本の指を環境面上で移動させ、移動の際に、移動させる指の指先部の環境面に対する接触力が所定値となるように制御し、各指６０，７０，８０の少なくとも１本の指の第２の触覚センサの出力が閾値以上となった場合に、把持対象物を把持したと判断して、把持対象物を目標位置に移動させるように制御しているので、形状の変化するやわなかい物や小さい物を高精度に把持することが可能となる。
【符号の説明】
【００９９】
１  ロボットハンド
２  指先部
３  環境面
１０  ロボットハンド
２０  アーム部
２１〜２６  関節部
２１Ｍ〜２６Ｍ  サーボモータ
３０  ハンド部
４０  ベース部
５０  制御部
５１，５２  モータドライバ
６０，７０，８０  指
６１，７１，８１  指先部
６１Ａ，７１Ａ，８１Ａ  第１の触覚センサ
６１Ｂ，７１Ｂ，８１Ｂ  第２の触覚センサ
６２，７２，８２  中間部
６３，７３，８３  根元部
６４，７４，８４  第１の関節部  
６４Ｍ，７４Ｍ，８４Ｍ  サーボモータ  
６５，７５，８５  第２の関節部
６５Ｍ，７５Ｍ，８５Ｍ  サーボモータ
【図１】
2020093334.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３−Ａ】
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【図１３−Ｂ】
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