(57)【要約】  少数の事前登録のみで多種の物品を扱うことができ、さらに事前登録した物品と近い形状であれば未知の物品を扱うことも可能となるロボットシステムを提供する。  操作対象の物品を操作する機構部と、物体の形状を計測する形状計測部と、基本となる機構部の動作を表す基本動作を記憶する基本動作記憶部と、形状計測部で計測された物体の形状に基づき、記憶された基本動作を変形して動作方法を算出する動作方法算出部と、動作方法算出部が算出した動作方法に基づき、機構部の制御を実行する制御部と、を備えることを特徴としたロボットシステムが開示される。
2017119088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作対象の物品を操作する機構部と、
物体の形状を計測する形状計測部と、
基本となる前記機構部の動作を表す基本動作を記憶する基本動作記憶部と、
前記形状計測部で計測された物体の形状に基づき、前記記憶された基本動作を変形して動作方法を算出する動作方法算出部と、
前記動作方法算出部が算出した動作方法に基づき、前記機構部の制御を実行する制御部と、
を備えることを特徴としたロボットシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットシステムであって、
所定の形状を示す基本形状、および、該基本形状に対する前記機構部による操作方法を対にして、少なくとも１つ以上記憶する基本形状記憶部と、
前記形状計測部が計測した形状に対して、前記基本形状記憶部に記憶した前記基本形状の中からすくなくとも１つを選択し、選択基本形状として対応付ける基本形状対応付け部と、
前記選択基本形状、および、該選択基本形状と対になる前記操作方法である選択操作方法を、前記計測した形状に合わせて変形させる基本形状変形部と、
を備え、
前記動作方法算出部は、
前記基本形状変形部が変形した、変形後の前記選択基本形状および前記選択操作方法に基づいて、前記基本動作を変形させる基本動作変形部を備え、
前記基本動作変形部によって変形した変形後の基本動作に基づいて、動作方法を算出すること、
を特徴としたロボットシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のロボットシステムであって、
前記形状計測部で計測した物体の形状の中から、前記操作対象の物品の形状を抽出する、把持対象計測データ設定部を備えること、
を特徴としたロボットシステム。
【請求項４】
請求項１記載のロボットシステムであって、
前記基本形状変形部は、
前記選択基本形状が、前記計測した物体の形状と一致するように線形変換することを特徴とすること、
を特徴としたロボットシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のロボットシステムであって、
前記基本形状変形部は、
前記選択基本形状が、前記計測した物体の形状に一致するように部位毎に局所的に変形させること、
を特徴としたロボットシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のロボットシステムであって、
前記基本形状変形部は、
前記選択操作方法の変形を、前記計測した物体の重心からの相対距離に基づいて行うこと、
を特徴としたロボットシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のロボットシステムであって、
前記制御部は、
前記機構部が周囲と衝突しないように、前記形状計測部が計測した形状を参照し周囲の隙間の状態に合わせて動作させること、
を特徴としたロボットシステム。
【請求項８】
請求項１に記載のロボットシステムであって、
２種類以上の前記基本形状を組み合わせて新たな基本形状とする、基本形状合成部を備えること、
を特徴としたロボットシステム。
【請求項９】
請求項１に記載のロボットシステムであって、
２種類以上の前記基本動作を組み合わせて新たな基本動作とする、基本動作合成部を備えること、
を特徴としたロボットシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載のロボットシステムであって、
前記基本形状対応付け部は、
複数の前記基本形状の中から、前記形状計測部が計測した形状と幾何的な差異の大きさが最も小さいものを選択する、
ことを特徴としたロボットシステム。
【請求項１１】
請求項１に記載のロボットシステムであって、
前記操作方法は、
前記基本形状を把持する位置によって規定されること、
を特徴としたロボットシステム。
【請求項１２】
請求項１に記載のロボットシステムであって、
前記操作方法は、
前記基本形状を吸着する位置、および、吸着する点数によって規定されること、
を特徴としたロボットシステム。
【請求項１３】
処理装置、記憶装置、入力装置、および出力装置を備える情報処理装置によって、機構部を制御する制御方法であって、
前記記憶部は、所定の形状を示す基本形状、および該基本形状に対する、前記機構部による操作方法を対にして、少なくとも１つ以上記憶し、
前記処理装置は、記憶した前記基本形状の中から１つの基本形状を選択し、前記入力装置から入力される計測形状と対応付け、
前記処理装置は、対応付けた前記基本形状および該対応付けた基本形状と対になる前記操作方法を、前記計測形状に合わせて変形し、
前記処理装置は、前記変形後の前記基本形状および前記操作方法に基づき、前記機構部の動作方法を算出し、
前記動作方法に基づき前記機構部の動作を実行する制御方法。
【請求項１４】
前記記憶部は、基本となる単純な前記機構部の動作を表す基本動作を記憶し、
前記処理装置は、前記機構部の動作方法を算出する際に、
変形後の前記操作方法と適合するように前記基本動作を変形し、
変形後の前記基本動作から前記動作方法を算出する請求項１３記載の制御方法。
【請求項１５】
前記記憶部は、前記基本形状、および該基本形状に対する、前記機構部による操作方法を対にして、記憶する際に、
１つの前記基本形状に対して、複数の前記操作方法を対にして記憶し、
前記処理装置は、複数の前記操作方法を、前記計測形状に合わせて変形し、
前記処理装置は、前記機構部の動作方法を算出する際に、
前記計測形状に合わせて変形された前記複数の操作方法のうち、現在の前記機構部の姿勢と最も近い結果を選択し、動作方法とする、
請求項１３記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットが物品を操作するためのシステムおよび制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
倉庫や工場において、ロボットを用いた物品の操作（物品の把持、取り付けや溶接など）は、ロボットに対して動作手順を事前にティーチングする事で実現できる。ティーチングとは、オペレータがコントローラ等を用いて、対象物品を操作するための全ての動作手順を、ロボットに記憶させる作業である。しかしながら、ティーチングによってロボットを動作させるためには、操作対象の形状や姿勢などの状態が、ティーチング時と同じであるという前提が必要であった。【０００３】
これに対し、ステレオカメラや３Ｄセンサなどの周囲環境の形状を計測する装置を利用する方式がある。形状計測装置を用いることで、周囲の存在物までの距離を測り、存在物の３次元的な形状を計測でき、対象物品の形状や位置姿勢を認識できる。環境を認識し、状況に合わせてロボットを動作させることで、環境の状況がある程度変化した場合においても対象物品を操作することが可能となった。形状の計測装置を利用する例として、特許文献１に開示されている動作方法がある。この動作方法では、計測して得た周囲環境の形状の中から対象物品を検出し、検出した各物品の姿勢を認識する。認識した姿勢に合わせて把持動作を行う事により、それぞれの物品の姿勢が異なっていても、柔軟に把持する事が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２４６９５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１６１９６５号公報
【特許文献３】ＷＯ２００６／００６６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２または特許文献３には、対象物品の姿勢毎にそれぞれ把持方法を記憶しておき、対象物品の実際の姿勢に基づき把持方法を選択する事で、把持を可能とする方法が開示されている。これらの方法では、計測して得た対象物品に合わせてロボットを動作させる際に必要となる、対象物品の形状と該物品の把持位置などの物品の操作方法に関する情報を、事前にオペレータが登録しておく必要がある。しかしながら、複数種類の物品を一つのシステムで扱うためには、形状の異なる物品毎に、それぞれ形状や操作方法の情報を登録する作業が必要であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願において開示される代表的な例は以下の通りである。【０００７】
本発明の一側面は、操作対象の物品を操作する機構部と、物体の形状を計測する形状計測部と、基本となる機構部の動作を表す基本動作を記憶する基本動作記憶部と、形状計測部で計測された物体の形状に基づき、記憶された基本動作を変形して動作方法を算出する動作方法算出部と、動作方法算出部が算出した動作方法に基づき、機構部の制御を実行する制御部と、を備えることを特徴としたロボットシステムである。【０００８】
さらに具体的な構成を例示すると、このロボットシステムは、さらに、所定の形状を示す基本形状、および、基本形状に対する機構部による操作方法を対にして、少なくとも１つ以上記憶する基本形状記憶部と、形状計測部が計測した形状に対して、基本形状記憶部に記憶した基本形状の中からすくなくとも１つを選択し、選択基本形状として対応付ける基本形状対応付け部と、選択基本形状、および、選択基本形状と対になる操作方法である選択操作方法を、計測した形状に合わせて変形させる基本形状変形部と、を備える。このとき、動作方法算出部は、基本形状変形部が変形した、変形後の選択基本形状および選択操作方法に基づいて、基本動作を変形させる基本動作変形部を備え、基本動作変形部によって変形した変形後の基本動作に基づいて、動作方法を算出する。【０００９】
本発明の他の観点は、処理装置、記憶装置、入力装置、および出力装置を備える情報処理装置によって、機構部を制御する制御方法である。この方法では、記憶部は、所定の形状を示す基本形状、および該基本形状に対する、機構部による操作方法を対にして、少なくとも１つ以上記憶する。処理装置は、記憶した基本形状の中から１つの基本形状を選択し、入力装置から入力される計測形状と対応付ける。さらに、処理装置は、対応付けた基本形状および対応付けた基本形状と対になる操作方法を、計測形状に合わせて変形する。さらに、処理装置は、変形後の基本形状および操作方法に基づき、機構部の動作方法を算出し、動作方法に基づき機構部の動作を実行する。【００１０】
さらに具体的な例では、記憶部は、基本となる単純な機構部の動作を表す基本動作を記憶し、処理装置は、機構部の動作方法を算出する際に、変形後の操作方法と適合するように基本動作を変形し、変形後の基本動作から動作方法を算出する。【００１１】
本発明のさらに他の側面は、操作対象の物品を操作する機構部と、所定の形状を示す基本形状および該基本形状に対する機構部による操作方法を設定する基本形状設定部と、基本形状設定部によって設定した基本形状と操作方法とを対にして、少なくとも１つ以上記憶する基本形状記憶部と、周囲の形状を計測する形状計測部と、基本形状記憶部に記憶した基本形状の中から形状計測部が計測した形状と近いものを対応付ける基本形状対応付け部と、基本形状および前記操作方法を前記計測形状に合わせて変形させる基本形状変形部と、基本形状変形部が変形した変形後の形状および操作方法に基づき機構部の動作方法を算出する動作方法算出部と、動作方法算出部が算出した動作方法に基づき動作を実行する制御部と、を備える事を特徴としたロボットシステムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、少数の事前登録のみで多種の物品を扱うことができ、さらに事前登録した物品と近い形状であれば未知の物品を扱うことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例の詳細構成ブロック図
【図２】本発明の一実施例の処理の流れ図
【図３】本発明の一実施例のマニピュレーションシステム全体斜視図
【図４】基本形状設定部による動作の説明図
【図５】基本形状設定画面の正面図
【図６】基本形状合成部の動作の説明図
【図７】形状計測部の斜視図
【図８】操作対象抽出処理の概念図
【図９】基本形状対応付けインタフェースの正面図
【図１０】局所形状変換による基本形状変形処理の概念図
【図１１】動作方法算出部の構成ブロック図
【図１２】基本動作変形処理の斜視図
【図１３】基本動作合成処理の斜視図
【図１４】吸着マニピュレータの斜視図
【図１５】吸着マニピュレータを対象とした基本形状変形処理の概念図
【図１６】自動基本形状対応付け処理の概念図
【図１７】線形変換による基本形状変形処理の概念図
【図１８】重心位置に基づく操作方法変形処理の概念図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
【００１５】
以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、重複する説明は省略することがある。
【００１６】
本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数または順序を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は文脈毎に用いられ、一つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。
【００１７】
図面等において示す各構成の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
【実施例１】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明の一実施例について説明する。最初に概略を説明し、引き続き各部を詳細に説明する。【００１９】
図１は、本実施例のロボットシステムの詳細構成図であり、実施例を構成する機能ブロックと、処理される情報（データ）を示している。本実施例ではマニピュレーションロボットを例として、ロボット上に対象物品を把持するためのマニピュレータを搭載するものとし、マニピュレータ上の指機構を用いて任意の対象物品を把持するためのシステムについて述べる。【００２０】
まず、形状計測部１００は把持対象物品の形状を示す計測データ１０１を計測し出力する。本実施例では計測データ１０１の一例として点群を扱うこととするが、形状を示すデータであれば点群に限らないものとする。【００２１】
基本形状設定部１０２は、オペレータが予め用意した基本形状と、さらに基本形状に対して機構部１１５がどのように操作を行うかを示す操作方法を設定し、基本形状記憶部１０３に記憶させる。本実施例は、所定の基本形状および操作方法を計測データに合わせて変形することで任意の形状および操作方法を作成するものであり、変形前の基本となる単純な形状を基本形状とする。【００２２】
基本形状の例として立方体、円柱、球などが挙げられる。また、扱う物品の大まかな形状が分かっていれば、物品の形状に近いものを基本形状としても良い。基本形状は、変形前の形状であればどのような種類でも良く、前記事例に限らないものとする。形状設定部１０２で設定した基本形状１０４および操作方法１０５を対にして、基本形状記憶部１０３に複数記憶させておくものとする。【００２３】
本実施例のシステムが対象の物品を操作する際には、まず基本形状対応付け部１０６が、基本形状記憶部に記憶した基本形状１０４の中から計測データ１０１と最も近いものを選択し、選択した基本形状１０４と対にして記憶してあった操作方法１０５を選択する。選択した基本形状を選択基本形状１０７、選択した操作方法を選択操作方法１０８とする。選択は、システムがソフトウェアによって自動的に行ってもよいし、オペレータが目視により手動で選択してもよいし、自動と手動を組み合わせてもよい。【００２４】
さらに基本形状変形部１０９は、選択基本形状１０８の形状が、計測データ１０１と幾何的に一致するように形状を変形し、同様の変形を選択操作方法１０８にも行う。変形後の選択基本形状１０７を変形後基本形状１１０とし、変形後の選択操作方法１０８を変形後操作方法１１１とする。【００２５】
動作方法算出部１１２は、変形後操作方法１１１および機構部１１５の動作範囲に応じ、機構部１１５の動作方法１１３を決定する。機構部の動作範囲等のデータは、システムがアクセスできる記憶装置に制約条件として格納しておくものとする。最後に制御部１１４は動作方法１１３に基づき、機構部１１５を制御する。具体的には、機構部１１５を構成するアクチュエータ等の動作量等を制御する
図１のシステムは、処理装置、記憶装置、入力装置、出力装置を備える一般的な情報処理装置（以下、典型的な例としてサーバを例に説明する。）を利用して構成することができる。基本形状設定部１０２、基本形状対応付け部１０６、基本情報変形部１０９、動作方法算出部１１２、制御部１１４等の機能は、記憶装置に格納されたプログラムが処理装置によって実行されることで、定められた処理を他のハードウェアと協働して行うものとする。本明細書では、サーバが実行するプログラム、またはサーバの機能を実現する手段を、「機能」、「手段」、「部」、「モジュール」等と呼ぶ場合がある。【００２６】
計測データ１０１、基本形状１０４、操作方法１０５、選択基本形状１０７、選択操作方法１０８、変形後基本形状１１０、変形後操作方法１１１、動作方法１１３等は、半導体メモリやハードディスクなどの記憶装置に、一時的または恒久的に記憶される。形状計測部１００は、有線または無線の経路を介して、サーバの入力装置（入力インタフェース）から、記憶装置や処理装置に計測データ１０１を入力するように構成される。また、機構部１１５は後述するマニピュレータなどを備え、制御部１１４が、サーバの出力装置（出力インタフェース）を介して制御することにより、機械的に駆動される。このサーバは、その他、モニタ等の表示装置、キーボードやマウスなどの入力装置を備えることができる。【００２７】
以上のシステム構成は、単体のサーバで構成してもよいし、あるいは、入力装置、出力装置、処理装置、記憶装置の任意の部分が、ネットワークで接続された他のサーバで構成されてもよい。【００２８】
本実施例中、ソフトウエアで構成した機能と同等の機能は、FPGA（Field Programmable Gate Array）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウエアでも実現できる。【００２９】
図２は、図１で示した本実施例のシステムの処理の流れの概略を示すフロー図である。このシステムでは、予め基本形状１０４と操作方法１０５の組の設定および記憶を行う（Ｓ２０００）。これについては、後に図４と図５で詳細に説明する。【００３０】
機構部（マニピュレータ）１１５による対象物品の処理の際には、まず対象物品の計測データ１０１を取得する（Ｓ２００１）。これについては、後に図７と図８で詳細に説明する。【００３１】
次に、計測データ１０１と基本形状１０４との対応づけを行い、計測データ１０１と近い形状を持つ基本形状と操作方法の組を選択する（Ｓ２００２）。選択は、システムが自動的に行ってもよいし、オペレータが選択してもよい。これについては、後に図９で詳細に説明する。【００３２】
次に選択した選択基本形状１０７と選択操作方法１０８の組を、計測データ１０１に基づいて変形する（Ｓ２００３）。これについては、後に図１０で詳細に説明する。【００３３】
次に、変形した変形後基本形状１１０と変形後操作方法１１１に基づいて、基本動作２０３を変形する（Ｓ２００４）。これについては、後に図１１〜図１３で詳細に説明する。最後に、変形した基本動作により、機構部を制御して対象物品を処理する（Ｓ２００５）
図１に戻り、本実施例のシステムの構成をより詳細に説明する。まず、形状計測部１００は、光学的測定装置等を用いて周囲の形状を示す計測データ１０１を計測し出力する。ここで、計測データ１０１が、把持対象以外の周囲全体の形状も同時に計測していた場合は、その中から把持対象となる部分データのみを、把持対象計測データ設定部２００で抽出することとする。なお、計測データ１０１が把持対象のみを計測したものであった場合は、把持対象計測データ設定部２００は計測データ１０１をそのまま出力するか、もしくは把持対象計測データ設定部２００は無くともよい。【００３４】
基本形状設定部１０２は、オペレータが予め用意した基本形状と、さらに基本形状に対して機構部１１５がどのように操作を行うかを示す操作方法を設定し、基本形状記憶部１０３に記憶させる。ここで、所定の基本形状に対して、複数の操作方法を設定しておくこととしても良い。【００３５】
基本形状１０４や操作方法１０５は、予めデータファイルとして準備し、サーバの入力インタフェースを介して基本形状記憶部１０３に記憶させることができる。あるいは、サーバの入力装置であるキーボード等から、直接入力することもできる。入力を容易にするために、後に図４、図５で説明するように、サーバの出力装置であるモニタに必要な情報を表示してもよい。【００３６】
本実施例は、所定の基本形状および操作方法を計測データに合わせて変形する事で任意の形状および操作方法を作成するものであり、変形前の基本となる単純な形状を基本形状とする。基本形状の例として立方体、円柱、球などが挙げられる。また、扱う物品の大まかな形状が分かっていれば、物品の形状に近いものを基本形状としても良い。基本形状は、変形前の形状であればどのような種類でも良く、前記事例に限らないものとする。基本形状設定部１０２で設定した基本形状１０４および操作方法１０５を対にして、基本形状記憶部１０３に複数記憶させておくものとする。【００３７】
基本形状合成部２０１は２種類以上の基本形状１０４と操作方法１０５の対を合成し、新たな基本形状１０４および操作方法１０５の対を作成し、基本形状記憶部１０３に記憶させるものとする。【００３８】
本実施例のシステムが対象の物品を操作する際には、まず基本形状対応付け部１０６は、基本形状記憶部１０３に記憶した基本形状１０４の中から計測データ１０１と所定の関係にあるものを選択し、選択した基本形状１０４と対にして記憶してあった操作方法１０５を選択する。選択した基本形状を選択基本形状１０７、選択した操作方法を選択操作方法１０８とする。選択する基本形状としては、基本形状対応付け部１０６が、複数の基本形状の中から、形状計測部が計測した形状と幾何的な差異の大きさが最も小さいものを、自動的に選択するように構成することができる。【００３９】
または、計測データと近似しているものを、基本形状対応付け部１０６が複数選び、その中からオペレータに選択させてもよい。あるいは、基本形状の個数が限定されている場合には、基本形状対応付け部１０６が基本形状１０４をすべて列挙表示し、その中からオペレータに類似の形状を選択させてもよい。【００４０】
さらに基本形状変形部１０９は、選択基本形状１０７の形状が、把持対象の計測データ１０１と幾何的に一致するように形状を変形し、同様に変形を選択操作方法１０８にも行う。変形後の選択基本形状１０７を変形後基本形状１１０とし、変形後の選択操作方法１０８を変形後操作方法１１１とする。変形後の選択操作方法１０８と変形後操作方法１１１は、対にして基本形状記憶部１０３に追加してもよい。変形後の選択操作方法１０８と変形後操作方法１１１を追加データする構成とすれば、同じ把持対象に対しては、追加データをそのまま利用することができる。【００４１】
動作方法算出部１１２は、変形後操作方法１１１および機構部１１５の動作範囲に応じ、機構部１１５の動作方法１１３を決定する。ここで、もし対象となった基本形状に複数種類の操作方法が設定されていた場合、変形後操作方法１１１も複数種類となる。このとき、オペレータに任意の一つを選ばせてもよい。あるいは、動作方法算出部１１２が、ソフトウェアの制御により、現在の機構部１１５の姿勢と最も近い動作方法１１３等を選択することとしてもよい。【００４２】
動作方法算出部１１２は、変形後基本形状１１０と変形後操作方法１１１に基づき、動作記憶部２０２に記憶された基本動作２０３を基本動作変形部２０４によって変形させることで、動作方法１１３を決定する。【００４３】
さらに基本動作合成部２０５は、２種類以上の基本動作を合成させることで、新たな基本動作を作成し、基本動作記憶部２０２に記憶させる。最後に制御部１１４は動作方法１１３に基づき、機構部１１５を制御する。【００４４】
なお、図１では把持対象計測データ設定部２００、基本形状合成部２０１を含むが、計測データ１０１が把持対象の形状を計測できるものであり、基本形状合成部２０１で形状を追加しなくとも基本形状記憶部１０３に記憶された基本形状の変形で把持対象の形状を表せる場合は、省略しても動作は可能である。【００４５】
図１において、基本形状記憶部１０３と基本動作記憶部２０２は、例えば不揮発性半導体装置やハードディスクで構成することが好ましい。図１の例では、基本動作記憶部２０２は動作方法算出部１１２に内蔵されているが、動作方法算出部１１２の外部にあってもよいことは言うまでもない。具体的な構成例としては、基本形状記憶部１０３と基本動作記憶部２０２は、同一のハードディスク装置の別々のデータファイルとして構成することができる。ロボットシステムとしては、これらのデータファイルにアクセスできればよく、必ずしも内蔵している必要はない。例えば、データファイルは、ロボットシステムがネットワーク経由でアクセス可能な、外部のサーバにあっても構わない。【００４６】
把持対象計測データ設定部２００、基本形状合成部２０１、基本動作変形部２０４、基本動作合成部２０５等は、記憶装置に格納されたプログラムが処理装置によって実行されることで、定められた処理を他のハードウェアと協働して行うものとする。【００４７】
図３に、本発明の実施例の一つであるマニピュレータシステムの全体図を示す。形状計測部１００は、環境内の物品３００を計測し、機構部１１５が物品３００を把持することとする。ここでは機構部１１５は複数の指機構を持つこととする。機構部１１５としては、物品を掴み把持するマニピュレータに限らず、物品を吸着する吸着マニピュレータでもよい。また、物品を掴む・吸着するのに限らず、対象物体の所定の部位を、所定の方法で操作するものであれば良く、物品を持ち上げるために物品の下から支える動作、物品を横からずらす動作や、飛来する対象物品を受け止める動作としても良い。【００４８】
機構部１１５は例えば、台車３０１に搭載して移動可能に構成することができる。図１で示した各部を実現するサーバは、台車３０１に内蔵して機構部１１５とともに移動することができる。あるいは、図３に示すように、サーバ３０００を台車３０１とは別体として遠隔地におくこともできる。サーバ３０００は、入力装置３００１、出力装置３００２、処理装置３００３、記憶装置３００４等がバス３００５で接続され、図１で示した構成を実現する。図３の構成では、サーバ３０００の制御部１１４が、インタフェース３００６を用いて無線または有線で機構部１１５を操作することにしてもよい。また、形状計測部１００も、無線または有線でサーバのインタフェース３００６と接続することができる。【００４９】
図４に、所定の基本形状の入力手順、および基本形状に対する操作方法を設定するための、基本形状設定部１０２により制御される動作の例を示す。【００５０】
はじめに、既存のＣＡＤソフトウェアなどを用いて基本形状４００を作成する。公知のように、例えばＣＡＤソフトウェアはサーバの記憶装置３００４に格納され、処理装置３００３により実行される。基本形状４００の作成や入力は、モニタなどサーバの出力装置３００２、キーボード、マウスやタブレットなどのサーバの入力装置３００１をユーザが操作して行うことができる。作成した基本形状４００のデータはハードディスク等の記憶装置３００４に格納しておくことができる。【００５１】
本実施例は、所定の基本形状および操作方法を計測データに合わせて変形する事で任意の形状および操作方法を作成するものであり、変形前の基本となる単純な形状を基本形状とする。基本形状の例として立方体、円柱、球などが挙げられる。また、扱う物品の大まかな形状が分かっていれば、物品の形状に近いものを基本形状としても良い。基本形状は、変形前の形状であればどのような種類でも良く、前記事例に限らないものとする。基本形状４００は形状を示すフォーマットであればどのような形式でも良いものとする。【００５２】
以下の動作は、基本形状設定部１０２のソフトウェアにより全体が制御される。基本形状４００を基本形状入力部（たとえばサーバ３０００外部からのデータの入力インタフェースであり、入力装置３００１の一部）４０１によって入力し、操作方法表示部（例えばモニタであり、出力装置３００２の一部）４０４に表示する。オペレータは操作方法表示部４０４に表示された基本形状４００を見ながら、操作方法指示部（たとえばキーボードやマウスであり、入力装置３００１の一部）４０２によって操作方法４０３を設定する。ここで、所定の基本形状に対して、複数種類の操作方法を設定しておくことにしてもよい。【００５３】
物品の把持動作においては、操作方法の例として、把持する際に指機構を添える位置を設定する。操作方法は指機構を添える位置の設定に限らないものとする。例えば物品を下から支える動作であれば、支える位置を操作方法とすればよい。対象物品を横からずらす動作であれば物品が倒れないような操作位置を設定すれば良いものとする。また、飛来する対象物品を受け止める動作を対象とした場合は、対象物品の飛来角に対する相対的な受け止め位置・動作を設定することとするものでも良い。【００５４】
さらに、入力した基本形状４００と、設定した操作方法４０３を対にして、基本形状記憶部１０３に記憶させる。これを複数回行う事で、基本形状記憶部には、基本形状１０４と操作方法１０５の組が複数種類記憶される。なお、基本形状と操作方法の組は、１対１に限らず１対多でもよい。【００５５】
以上のように、基本形状記憶部１０３に、基本形状１０４と操作方法１０５の組を準備することができる。なお、図１の基本形状設定部１０２（あるいは、図４の基本形状記憶部１０３以外の部分）は、ロボットシステムとは別構成としておき、ロボットシステムの出荷時あるいは保守時にのみロボットシステムに接続し、基本形状記憶部１０３にデータを格納するように構成することもできる。【００５６】
図５に、基本形状設定部１０２によって制御される、基本形状設定画面のインタフェースの例を示す。本実施例では物品の把持動作を対象とするため、物品の把持位置を操作方法として設定するものとする。まず操作方法表示部（例えばモニタ）４０４には、基本形状４００および設定中の操作方法（この例では把持位置）４０３が表示されているものとする。オペレータは操作方法指示部（例えばキーボード）４０２を用いてポインタ５００を操作し、表示した基本形状４００から把持位置４０３を指示する。すると、表示された基本形状４００に対して指示した把持位置４０３が登録され、操作方法１０５として、操作方法表示部４０４に反映される。このようにして操作方法１０５が規定され、基本形状１０４と操作方法１０５の組が複数種類記憶される。【００５７】
操作方法指示部４０２の指示方法としては、把持位置４０３をポインタ５００で書き込むのみではなく、指示動作モードを切り替える事で、記入済みの把持位置４０３の削除や移動ができることとしても良い。キーボードの制御やモニタの表示を含むインタフェースの制御は、記憶装置に記憶された基本形状設定部１０２のソフトウェアを処理装置が実行することで行われる。【００５８】
図６に、基本形状設定部１０２で設定した複数の基本形状および操作方法を合成する事で、新たな基本形状および操作法を作成する、基本形状合成部２０１の処理の一例の詳細を示す。【００５９】
図１に示すように、基本形状記憶部１０３には、複数の基本形状１０４と操作方法１０５が対にして記憶されている。まず、この中から所定の２種類以上の基本形状と操作方法を取りだす。ここでは基本形状Ａ６００および操作方法Ａ６０１の対と、基本形状Ｂ６０２および操作方法Ｂ６０３の対を取りだしたものとする。【００６０】
取り出した基本形状Ａ６００と基本形状Ｂ６０２を形状合成処理部６０４によって合成する。具体的な合成方法としては、例えば形状を陰関数やＣＳＧ（Constructive Solid Geometry）モデルで表現することで加減算することで合成可能である。また、インタフェース上から合成位置や方法を指示するものとしても良い。なお、形状を合成できる手法であれば上記に限らないものとする。以上の合成処理は、記憶装置３００４に記憶された形状合成処理部６０４のソフトウェアを、処理装置３００３が実行することで行われる。形状合成処理部６０４は合成後の形状を基本形状Ｃ６０５として出力する。【００６１】
操作方法表示部４０４は基本形状Ｃ６０５を表示し、操作方法指示部４０２によって操作方法６０７を設定する。操作方法指示部４０２による設定方法、操作方法表示部４０４の表示方法は図４および図５に示す方法と同様であり、画面上に表示した形状に操作方法を設定することとすればよい。なお、操作方法Ｃ６０７は、操作方法Ａ６０１や操作方法Ｂ６０３をコピーすることとしても良い。【００６２】
なお、基本形状合成部２０１も、基本形状設定部１０２と同様に、ロボットシステム本体とは別構成とすることもできる。【００６３】
図７に、形状計測部１００が周囲の物品３００を計測する様子を示す。形状計測部１００は物品（計測対象または把持対象）３００の方向にレーザを照射し、レーザが反射して戻るまでの時間を計測することで、照射方向にある存在物までの距離が計測できる。形状計測部１００は、上記照射処理を周囲全方向に繰り返し行うことで、周囲全体の存在物の形状を計測する事ができる。計測結果として、レーザ１回の照射につき、周囲の物体の表面上の１点が計測できるので、これを繰り返すことから、周囲の形状を点群として計測できる。物品３００の計測結果として計測データ１０１が得られる。なお、形状計測装置は形状を計測できる装置であればレーザを用いるものに限らず、ステレオ視による方法や、超音波を用いる方法などでもよい。【００６４】
図８に、形状計測部１００で計測した計測データ１０１から、把持対象計測データ設定部２００が、把持対象に関する部分的な計測データのみを抽出する操作対象抽出処理を示す。形状計測部１００が周囲全体の形状を計測するものである場合、計測データ１０１に周囲の環境の形状や、複数の把持対象物体が映り込む。そのため、その中から把持対象の形状のみを抽出する必要がある。もしも、把持対象の形状が既知である場合であれば、予め記憶しておいた形状と、計測した点群を幾何的にマッチングし、最も一致する部分を用いる事で、把持対象の点群を切り出す事ができる。【００６５】
また、環境内の物体が図７に示すように平らな面上に乗っている場合は、点群から平らな面を除去し、残った点群から近い点同士を集める事でクラスタリングする事で計測データ８００、計測データ８０１、計測データ８０２に分割できる。【００６６】
平らな面の除去は、点群に対してハフ変換を用いる事で平面を抽出できるので、抽出した面上の点群を除去すればよい。平らな面でない場合も、周囲に物体が無い状態での環境の形状を記録しておき、その形状との差分を取れば、置かれている物体のみを抽出できる。さらに、把持対象が予め定まっていない場合は、オペレータが計測データ８００、計測データ８０１、計測データ８０２から、把持対象の物品を選択する事で対象物品を決定できる。以降は、把持対象物品を、計測データ８００として説明することとする。なお、把持対象物品は、計測データ８００に限らない。また計測データ１０１が把持対象物品のみを計測している場合は、以降の処理で計測データ１０１を直接扱うこととしても良い。【００６７】
以上の処理は、記憶装置３００４に記憶された把持対象計測データ設定部２００のソフトウェアを、処理装置３００３が実行することで行われる。なお、システムが自動的に把持対象の物品を選択するのではなく、図８に示す画像をオペレータに提示して、オペレータが把持対象の物品の部分を選択して指定するように構成することもできる。【００６８】
図９に、形状計測部１００によって計測し把持対象計測データ設定部２００が抽出した把持対象の計測データ８００に対応する、基本形状および操作方法を決定する基本形状対応付け部１０６の処理例を示す。【００６９】
まず、基本形状対応付け画面９００（出力装置３００１の一部であり、操作方法表示部４０４と同じものであってもよい）に、把持対象となる計測データ８００および、基本形状記憶部１０３に記憶した基本形状および操作方法の対９０１、９０２，９０３、９０４を表示する。オペレータは、表示した計測データの中から把持対象となる形状データを指示する。ここでは、その例として計測データ８００を把持対象とする。さらにオペレータは、基本形状および操作方法の対の中から、計測データ８００に最も近い対を選択する。ここでは基本形状と操作方法の対９０１が最も近いものとした。【００７０】
図９の例では、オペレータが手動で基本形状および操作方法の対の中から選択する例を示した。また、先に述べたように、基本形状対応付け部１０６が自動で選択することもできる。この場合のアルゴリズムは、以下の形状変形部１０９の動作に類似したものを用いることができる。たとえば、まず基本図形をメッシュ形状に変形する。そして、メッシュ形状の基本形状と計測データとを対応付け、メッシュ上の点から最も近い計測データ上の表面を対応先の座標とする。そのうえで、メッシュ上の点と計測データ上の座標の距離を基に選択することができる。簡単な例としては、距離の平均値が最も小さい基本形状を選択する。【００７１】
以上の処理は、記憶装置３００４に記憶された基本形状対応付け部１０６のソフトウェアを、処理装置３００３が実行し、入力装置３００１、出力装置３００２を制御することで行われる。【００７２】
図１０に、形状変形部１０９において、計測した計測データに合わせて、基本形状および操作方法を局所的に形状変換することによって変形する、基本形状変形処理を示す。本処理においては、基本形状１０００および操作方法１００１の対と、前記計測データ８００を入力することとする。まず基本形状１０００をメッシュで複数の部位に分割し、メッシュ形状１００２とする。メッシュへの変換は形状の表面上を等分に分割し、ドロネー分割などを用いて点同士を接続すればよい。【００７３】
続いて、メッシュ形状１００２と計測データ８００とを対応付け、メッシュ上の各点から対応先の座標への座標変換１００４を求める。ここでは、メッシュ上の点から最も近い計測データ上の表面を対応先の座標とする。なお、計測データの姿勢が、基本形状の姿勢と合致していなかったら、前処理として回転・並進量を計算してもよい。回転・並進の計算はＩＣＰ（Iterative Closest Point）アルゴリズムなどの既存手法で実施可能である。【００７４】
座標変換１００４を全てのメッシュ上の点に実施する事で、変形後基本形状１００５が求まる。さらに、操作方法１００１に対しても、把持位置に対応するメッシュの変形先の位置より変形後操作方法１００６を求める。【００７５】
また、基本形状変形部１０９は、把持対象の物品に対して変形後の操作方法を用いて操作を行ったときに正しく操作できるかどうかを事前にシミュレーションし、正しく操作できる場合に、その操作を出力することとしても良い。本実施例の場合は、変形後の把持位置に指機構が所定の強さで力を加えた場合に、落とさずに安定して把持する事ができるかをシミュレーションにより計算する。もし安定しなかった場合は、安定して把持できる把持位置を探索によって算出しても良い。本探索処理は、上記安定度合いを評価値とし、操作位置を勾配法などの収束計算によって最適化し、求める事ができる。【００７６】
以上の処理は、記憶装置３００４に記憶された形状変形部１０９のソフトウェアを、処理装置３００３が実行することで行われる。【００７７】
図１１に、動作方法算出部１１２の構成ブロック図に、処理されるデータを含めた図を示す。動作方法算出部１１２は、基本形状変形部１１９が算出した変形後基本形状１１０および変形後操作方法１１１に従い、機構部１１５を動作させるための動作方法１１３を算出する。【００７８】
まず基本動作１１００は、機構部１１５が目的の動作を達成するための基本的な動作を示す。例えば、本実施例のように把持動作を対象としたシステムである場合は、各指機構について開くまたは閉じる動作を基本動作１１００とする。この際に一本の指機構毎に曲げ伸ばしの基本動作を定義することとする。【００７９】
予め定義した基本動作１１００を基本動作設定部１１０１に入力し、基本動作記憶部２０２に記憶する。本実施例では、機構毎に基本動作を記憶することとし、基本動作記憶部２０２には複数の基本動作２０３が記憶されるものとする。本実施例においては指機構毎に基本動作１１００を定義するので、指機構の本数分の基本動作が記憶されることとなる。【００８０】
続いて、基本動作変形部２０４は基本動作２０３、変形後基本形状１１０および変形後操作方法１１１に基づき、基本動作を変形させる。本実施例においては動作後の指機構の位置が変形後操作方法で指示された指機構の把持位置と一致するように、指機構の閉じ具合を調整する。指機構が一致したかどうかは、指機構から得られた位置と指示された指機構の把持位置の距離より算出できる。これを全ての指機構に対して行い、指機構毎にそれぞれ動作方法を決定できる。なお、本動作変形処理は把持動作に限定されないものとする。【００８１】
ここで、もし対象となった基本形状に複数種類の操作方法が設定されていた場合、変形後操作方法１１１も複数種類得られるので、基本動作の変形結果も複数得られる。この場合は、動作方法算出部１１２は、現在の機構部１１５の姿勢と最も近い基本動作の変形結果を選択し、動作方法１１３とすることとしてもよい。【００８２】
図１２に、基本動作変形部２０４が、基本動作２０３を変形して対象物品を把持できる動作方法１１３を作成する基本動作変形処理の例を示す。【００８３】
本実施例では機構部１１５の各指機構の基本動作１２００、１２０１、１２０２を、それぞれ変形後基本形状１２０３上の変形後操作位置１２０４に応じて変形することで、把持動作を可能とする。例えば、基本動作１２００を変形することで、変形前の基本動作１２０５（点線矢印）から変形後動作１２０６（実線矢印）に変形する。この際の変形量は、基本動作１２００において定義された指機構の軌道上と、把持位置（変形後操作位置１２０４）が最も近くなるような、機構部の曲げ具合を計算することで求まる。同様に基本動作１２０１は、変形前の基本動作１２０７から変形後動作１２０８に変形される。基本動作１２０２も同様である。【００８４】
図１３に、基本動作合成部２０５による基本動作２０３の合成処理について示す。２種類以上の基本動作同士を組み合わせる事で、様々な種類の動作が可能となる。合成処理として、２種以上の動作から１つを選択する処理および、量動作を加算する処理を示す。【００８５】
まず、２種以上の動作から１つを選択する処理について説明する。機構部１１５に搭載された指機構１３０２に対し基本動作１３０３と基本動作１３０４を合成することとする。合成処理として、基本動作１３０３を選択する事で合成後動作１３１１とする。続いて、指機構１３０５に対する合成処理について述べる。基本動作１３０６と基本動作１３０７が記憶されている場合に、基本動作１３０７を選択する事で合成後動作１３１２とできる。【００８６】
さらに、指機構１３０８に対しては、基本動作１３０９と基本動作１３１０が設定されている場合、これらの動作方向を足し合わせる事で、合成後動作１３１１とする。なお、どの基本動作の組について、どの合成処理を行うかは上記に限定しないものとする。【００８７】
最後に、これまでに算出した動作方法１１３に基づいて、制御部１１４は機構部１１５に搭載されたモーターなどの機構を制御する事で、対象物品を把持する。算出した把持位置を機構部１１５の動作目標姿勢として、動作計画法であるＰＲＭ（Proba- bilistic Roadmap Method）やＲＲＴ（Rapidly-exploring Random Trees）などを利用して軌道計画を行い、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Derivative）制御などを利用して制御する。【００８８】
ここで、制御部１１４で軌道計画を行う際に、形状計測部１００で計測した周囲の計測データを用いて、機構部１１５を移動させる際に周囲にぶつからないように、物体間の隙間を通れるように軌道を計算することで、複雑な環境においても動作させる事が可能となる。あるいは、基本動作変形部２０４において、形状計測部１００で計測した周囲の計測データを考慮して、動作を変形させてもよい。【００８９】
本実施例によれば、少数の基本形状および操作方法を記憶するのみで、基本形状および操作方法を、計測データに基づき変形させることで、多種の形状の把持が可能となる。
【実施例２】
【００９０】
本実施例では対象物品を操作するために吸着マニピュレータを利用した場合の実施例について述べる。【００９１】
図１４に、機構部１１５の先端に吸着マニピュレータ１４００を搭載した例を示す。吸着マニピュレータは、その先端で所定の物体を触れ、吸引する事で当該物品を把持する。本実施例では吸着マニピュレータを利用して様々な種類の物品を把持するための実施形態について述べる。【００９２】
図１５に、吸着マニピュレータを対象とした基本形状変形処理を示す。本実施例に置いては基本形状記憶部１０３に基本形状および操作方法１５００を記憶しているものとする。なお、基本形状および操作方法１５００の設定は図４、５に述べた処理で実施可能である。【００９３】
ここでは、基本形状１５０１に対し操作方法１５０２が対となり、同様に基本形状１５０３には操作方法１５０４が、基本形状１５０５には操作方法１５０６がそれぞれ対となり記憶されているものとする。ここでは、操作方法として、吸着本数と、それぞれに対する吸着位置を設定することとする。吸着マニピュレータは利用する吸着機構の本数を変える事で、様々な大きさに物品に対応できる。【００９４】
計測データ１５０７が計測された場合、これと最も近い基本形状を選ぶ。この選択は、前述の基本形状対応付け部１０６によって行う。図１５の例では基本形状１５０１が最も近かったものとする。基本形状１５０１と操作方法１５０２を変形させることで変形後基本形状１５０８と変形後操作方法１５０９となる。ここで基本形状と操作方法の変形方法は前述の基本形状変形部１０９によって行う。これにより、対象物品の吸着位置が決定できるので、その位置に基づき吸着マニピュレータを動作させ、決定した吸着位置１５０９を吸着する事で、把持を実現できる。
【実施例３】
【００９５】
本実施例では、基本形状対応付け部１０６において、計測データに対応する基本形状と操作方法を選択する際の処理を自動化した場合について述べる。図９で示した基本形状対応付け処理では、オペレータが計測データに対応する基本形状および操作方法を把持動作の度に指示する必要があった。これに対し、計測データに対応する基本形状および操作方法の対の指示作業を行わずとも把持動作を実施できるようになる。【００９６】
図１６に、基本形状対応付け部１０６が、計測データに対応する基本形状と操作方法の対を選択する際に、その処理を自動化する処理手順について示す。本実施例では基本形状１６０１、１６０２、１６０３、１６０４のうち計測データ１６００に最も近い形状を算出することとする。【００９７】
基本形状と計測データ間の差異を計算するためには、各基本形状に対してそれぞれ基本形状変形部１０９による基本形状変形処理を実行し、変化後の形状１６０５，１５０６，１６０７，１６０８と計測データ１６００との差異を用いて、差異の最も小さい形状を算出すればよい。差異は、計測データの各点から最も近い変形後基本形状の表面までの距離の総和を用いることで計算できる。なお、形状間の差異を算出する手法であれば上記手法に限らないものとする。図１６の例では、変化後の形状１６０５と計測データ１６００との差異が最小であり、基本形状１６０１が選択される。【００９８】
なお、計測対象の物品が既知である場合については、基本形状対応付け部１０６は予め計測対象となる物品に対応する基本形状および操作方法の対を記憶しておき、記憶した基本形状および操作方法の対を対応付けることとしてもよい。
【実施例４】
【００９９】
図１７に、基本形状変形部１０９の処理の別の例を示す。図１７では、基本形状変形部１０９における、計測した計測データ１７００に合わせて基本形状及び操作方法を線形変換することで変形を実施する場合の基本形状変形処理を示す。【０１００】
基本形状変形処理では、基本形状１７０１および操作方法１７０２の対と、計測データ１７００を入力とする。基本形状１７０１と計測データ１７００を比較し、幾何学的にマッチングを行い、最もマッチする変換量を求める。ここでは、変換量は回転、並進および各軸に関する拡大率とし、最も形状が一致する値を探索する事で求める。具体的な手法としては、全探索によるマッチングや、勾配法またはＩＣＰアルゴリズムなどによって求めることができる。一致したかどうかの判定は、計測データ１７００上の各点のうち、変形後の基本形状１７０４の表面上に何点乗っているかを数える事によって算出できる。求めた変換量を基本形状１７０１および操作方法１７０２に適用することで、変形後基本形状１７０４および変形後操作方法１７０５が求まる。
【実施例５】
【０１０１】
図１８に、基本形状変形部１０９の処理の別の例を示す。図１８では、基本形状変形部１０９が操作方法を変形する際に、計測データの重心位置に基づいて操作方法を変形する処理を示す。【０１０２】
図１０および図１７に示した基本形状変形処理では、基本形状の変形度合いと等しく操作方法も変化させることとしていた。この手法を用いて図１８に示す基本形状１８００を変化後基本形状１８０６に変形すると、重心位置１８０１からの相対距離１８０５が縮み、３点の把持位置が並んでしまう。その結果、動作が不安定になるという問題がある。【０１０３】
これに対し、操作方法を変形する際に、基本形状の操作に伴い重心位置１８０１のみ移動させ、新たな重心位置１８０７とする。そして、重心位置１８０１から各操作位置までの相対距離（図１８では、把持位置１８０２までの相対距離１８０３、把持位置１８０４までの相対距離１８０５など）を維持しつつ、新たな重心位置１８０７に対して、新たな把持位置１８０８までの相対距離１８０９を相対距離１８０３と等しくし、新たな把持位置１８１０までの相対距離１８１１を相対距離１８０５と等しくする。これによって、変形後基本形状１８０６上の３点の把持位置が並ばなくなり、安定した把持が可能となる。【０１０４】
以上説明した実施例によれば、予め登録しておいた基本動作を変形することで、少ない動作命令の組合せで、柔軟な動作方法を生成することができる。また、計測して得た操作対象の計測データに合わせ、予め登録しておいた基本形状および該形状に対する操作方法を変形させる事で、登録していない形状に対しても操作方法を決定できる。よって、変形後の操作方法に基づいて、適切な動作方法（例えばアクチュエータの駆動手順）を生成できるようになる。これにより、少数の事前登録のみで多種の物品を扱うことができ、さらに事前登録した物品と近い形状であれば未知の物品を扱うことも可能となる。【０１０５】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
物品を取り扱う各種のロボットシステムに利用可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１００：形状計測部、１０１：計測データ、１０２：基本形状設定部、１０３：基本形状記憶部、１０４：基本形状、１０５：操作方法、１０６：基本形状対応付け部、１０７：選択基本形状、１０８：選択操作方法、１０９：基本形状変形部、１１０：変形後基本形状、１１１：変形後操作方法、１１２：動作方法算出部、１１３：動作方法、１１４：制御部、１１５：機構部、２００：把持対象計測データ設定部、２０１：基本形状合成部、２０２：動作記憶部、２０３：本動作、２０４：基本動作変形部、３００：物品、４００：基本形状、４０１：基本形状入力部、４０４：操作方法表示部、４０２：操作方法指示部、４０３：操作方法、６００：基本形状Ａ、６０１：操作方法Ａ、６０２：基本形状Ｂ、６０３：操作方法Ｂ、６０４：形状合成処理部、６０５：基本形状Ｃ、６０６：操作方法指示部、６０７：操作方法、６０８：操作方法表示部、８００：計測データ、８０１：計測データ、８０２：計測データ、９００：基本形状対応付け画面、９０１：基本形状および操作方法の対、９０２：基本形状および操作方法の対、９０３：基本形状および操作方法の対、９０４：基本形状および操作方法の対、１０００：本形状、１００１：操作方法、１００２：メッシュ形状、１００４：座標変換、１００５：変形後基本形状、１００６：変形後操作方法、１１００：基本動作、１１０１：基本動作設定部、１２００：基本動作、１２０１：基本動作、１２０２：基本動作、１２０３：変形後基本形状、１２０４：変形後操作位置、１２０５：変形前の基本動作、１２０６：変形後動作、１２０７：変形前の基本動作、１２０８：変形後動作、１３０２：指機構、１３０３：基本動作、１３０４：基本動作、１３０５：指機構、１３０６：基本動作、１３０７：基本動作、１３０８：指機構、１３０９：基本動作、１３１０：基本動作、１３１１：合成後動作、１３１２：合成後動作、１４００：吸着マニピュレータ、１５００：基本形状および操作方法、１５０１：基本形状、１５０２：操作方法、１５０３：基本形状、１５０４：操作方法、１５０５：基本形状、１５０６：操作方法、１５０７：計測データ、１５０８：変形後基本形状、１５０９：変形後操作方法、１６００：計測データ、１６０１：基本形状、１６０２：基本形状、１６０３：基本形状、１６０４：基本形状、１７００：計測データ、１７０１：基本形状、１７０２：操作方法、１７０４：変形後の基本形状、１７０５：変形後操作方法、１８００：基本形状、１８０１：重心位置、１８０２：把持位置、１８０３：相対距離、１８０４：把持位置、１８０５：相対距離、１８０６：変化後基本形状、１８０７：重心位置、１８０８：把持位置、１８０９：相対距離、１８１０：把持位置、１８１１：相対距離
【図１】
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【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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