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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022046350
(43)【公開日】2022-03-23
(54)【発明の名称】情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム
(51)【国際特許分類】
B25J 13/08 20060101AFI20220315BHJP
【ＦＩ】
B25J13/08 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020152352
(22)【出願日】2020-09-10
(71)【出願人】
【識別番号】000002185
【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】笠井 栄良
(72)【発明者】
【氏名】坪井 利充
(72)【発明者】
【氏名】永仮 智子
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 裕之
(72)【発明者】
【氏名】駒見 卓哉
(72)【発明者】
【氏名】原口 智治
(72)【発明者】
【氏名】坂本 篤之
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS15
3C707BS27
3C707CS08
3C707ES03
3C707ES07
3C707EV02
3C707HS27
3C707KS07
3C707KS34
3C707KT01
3C707KT04
3C707KW03
3C707KX08
3C707MS08
(57)【要約】
【課題】把持する様々な対象物の形状を容易に推定することができる情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラムを提案する。
【解決手段】情報処理装置は、第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、第１指部及び第２指部の少なくとも一方を、対象物に対する接触位置が変化するように動作させる動作制御部と、第１指部及び第２指部の接触位置と姿勢との関係に基づいて、対象物の形状を推定する推定部と、を備える。
【選択図】図４
【解決手段】情報処理装置は、第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、第１指部及び第２指部の少なくとも一方を、対象物に対する接触位置が変化するように動作させる動作制御部と、第１指部及び第２指部の接触位置と姿勢との関係に基づいて、対象物の形状を推定する推定部と、を備える。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させる動作制御部と、
前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定する推定部と、
を備える情報処理装置。
前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定する推定部と、
を備える情報処理装置。
【請求項2】
前記第２指部は、前記対象物を把持する前記第１指部と対向する部分に設けられた平面部を有し、
前記動作制御部は、前記第１指部が前記対象物に接触した状態を維持し、かつ前記第２指部の前記平面部を前記対象物と接触した状態で前記第２指部の姿勢が変化するように移動させる
請求項１に記載の情報処理装置。
前記動作制御部は、前記第１指部が前記対象物に接触した状態を維持し、かつ前記第２指部の前記平面部を前記対象物と接触した状態で前記第２指部の姿勢が変化するように移動させる
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項3】
前記推定部は、前記第２指部の前記平面部における前記対象物との前記接触位置及び前記第２指部の姿勢の変化に基づいて、前記対象物の形状を推定する
請求項２に記載の情報処理装置。
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項4】
前記動作制御部は、前記対象物を把持したときの前記第２指部の接触位置を起点として、前記対象物との前記接触位置及び前記第２指部の姿勢が変化するように、前記第２指部を動作させる
請求項３に記載の情報処理装置。
請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項5】
前記動作制御部は、前記第１指部及び前記第２指部が前記対象物を把持すると、前記対象物を持ち上げる前に、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させる
請求項４に記載の情報処理装置。
請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項6】
前記平面部は、圧力分布を検出可能な圧力センサが設けられており、
前記推定部は、前記圧力分布に基づく前記接触位置と前記姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定する
請求項５に記載の情報処理装置。
前記推定部は、前記圧力分布に基づく前記接触位置と前記姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定する
請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項7】
前記動作制御部は、前記対象物との前記接触位置及び前記第２指部の姿勢が変化させても、前記平面部の前記接触位置に反力が発生するように、前記第２指部を動作させる
請求項６に記載の情報処理装置。
請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項8】
前記動作制御部は、前記起点から第１方向へ前記第２指部の姿勢を変化させ、前記第２指部と前記対象物との圧力分布が切り替え条件を満たす場合に、前記第１方向とは異なる第２方向へ前記第２指部の姿勢を変化させる
請求項４に記載の情報処理装置。
請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項9】
前記動作制御部は、前記第２方向へ前記第２指部の姿勢を変化させ、前記第２指部と前記対象物との圧力分布が終了条件を満たす場合に、前記第２指部の姿勢の変化を終了させる
請求項８に記載の情報処理装置。
請求項８に記載の情報処理装置。
【請求項10】
前記推定部が推定した前記対象物の形状に基づいて、前記第１指部及び前記第２指部の把持位置を決定する決定部をさらに備え、
前記動作制御部は、前記把持位置で把持するように、前記第１指部及び前記第２指部の動作を制御する
請求項４に記載の情報処理装置。
前記動作制御部は、前記把持位置で把持するように、前記第１指部及び前記第２指部の動作を制御する
請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項11】
前記動作制御部は、前記第１指部及び前記第２指部が前記把持位置で前記対象物を把持すると、前記対象物を持ち上げるように、前記第１指部及び前記第２指部が設けられたハンドを動作させる
請求項１０に記載の情報処理装置。
請求項１０に記載の情報処理装置。
【請求項12】
コンピュータが、
第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させること、
前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定すること、
を含む情報処理方法。
第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させること、
前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定すること、
を含む情報処理方法。
【請求項13】
コンピュータに、
第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させること、
前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定すること、
を実行させる情報処理プログラム。
第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させること、
前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定すること、
を実行させる情報処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、人が行っていた作業をロボットにさせる研究が進んでいる。特許文献１には、計測対象物と押圧部との圧力分布の情報を基に、計測対象物の特性を測定可能な計測システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－４７１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
マニピュレータは、例えば、家事支援や介護・介助に利用するケースが想定されており、様々な形状の物体を把持することが望まれている。
【0005】
そこで、本開示では、把持する様々な対象物の形状を容易に推定することができる情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラムを提案する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の情報処理装置は、第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させる動作制御部と、前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定する推定部と、を備える。
【0007】
また、本開示に係る一形態の情報処理方法は、コンピュータが、第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させること、前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定すること、を含む。
【0008】
また、本開示に係る一形態の情報処理プログラムは、コンピュータに、第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させること、前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定すること、を実行させる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態に係る情報処理装置を備えるロボットの一例を説明するための図である。
【図2】実施形態に係るロボットのハンドの構成の一例を示す図である。
【図4】実施形態に係るロボットの構成例を示す図である。
【図5】実施形態に係る情報処理装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【図6A】実施形態に係る情報処理装置の制御による拇指と示指と圧力分布との関係を説明するための図である。
【図6B】実施形態に係る情報処理装置の制御による拇指と示指と圧力分布との関係を説明するための図である。
【図6C】実施形態に係る情報処理装置の制御による拇指と示指と圧力分布との関係を説明するための図である。
【図6D】実施形態に係る情報処理装置の制御による拇指と示指と圧力分布との関係を説明するための図である。
【図7】実施形態に係る情報処理装置の制御による拇指と示指と圧力分布との関係を説明するための図である。
【図8】実施形態に係る情報処理装置の制御による拇指と示指と圧力分布との関係を説明するための図である。
【図9】実施形態の変形例（１）に係る情報処理装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【図10】実施形態の変形例（２）に係るハンドの構成の一例を示す図である。
【図11】実施形態の変形例（３）に係る情報処理装置の情報処理の一例を説明するための図である。
【図12】情報処理装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
【0011】
モバイルマニピュレータ等のロボットを家事支援や介護・介助支援に利用する場合、想定されるユースケースとして、ポットに入った液体を別の容器に注ぐというシーンがあげられる。これを行うには溢れさせない程度に液体を注ぐ必要があるが、これには注ぎ先の容器にはどの程度の量を注ぐことができるかを認識しなければならない。
【0012】
例えば、扱う容器の形状があらかじめ容器形状が特定できている環境では、ロボットは、容器の正確な容積を見積もっておくことが可能である。これに対し、容器形状があらかじめ特定できない環境では、ロボットは、何らかの方法で注ぐことが可能な量を適時観測、認識しなければならない。例えば、容器の詳細形状を計測することで容積を認識する方法や、液面や液位を観測しながら注ぐことで溢れないようにする方法などが考えられる。容積を認識する方法は、容器の側面がテーパ形状や滑らかな曲面であっても、容器の形状を正しく認識することが求められる。また、液面や液位を観測しながら注ぐことで溢れないようにする方法は、液面や液位を観測するための構成が必要となり、ロボットがコストアップしてしまう。このため、本開示では、簡単な構成で対象物の形状を推定することができる技術を提供する。
【0013】
（実施形態）
［実施形態に係るロボットの概要］
図１は、実施形態に係る情報処理装置を備えるロボットの一例を説明するための図である。図２は、実施形態に係るロボットのハンドの構成の一例を示す図である。図３は、図２に示すハンドの動作の一例を説明するための図である。
［実施形態に係るロボットの概要］
図１は、実施形態に係る情報処理装置を備えるロボットの一例を説明するための図である。図２は、実施形態に係るロボットのハンドの構成の一例を示す図である。図３は、図２に示すハンドの動作の一例を説明するための図である。
【0014】
図１に示すように、ロボット１００は、例えば、人型を模した双腕のロボットである。ロボット１００は、本体部１１０を含む。本体部１１０は、基台としてのベース部１１１と、ベース部１１１上に支持される胴体部１１２と、胴体部１１２に設けられるアーム１１３と、胴体部１１２の上部に設けられる頭部１１４と、ベース部１１１の下側に設けられる移動機構１１５と、を備える。
【0015】
頭部１１４には、本体部１１０の前方を撮像する撮像部１１が設けられる。以下では、本体部１１０において、撮像部１１が設けられる面を前面といい、撮像部１１が設けられる面と対向する面を後面といい、前面と後面とに挟まれ、上下方向ではない方向の面を側面というものとする。撮像部１１として、光学式のカメラなどを例示することができる。撮像部１１は、アーム１１３のハンド１２０で把持する対象物のセンシングに用いることができる。
【0016】
アーム１１３は、胴体部１１２に設けられる。アーム１１３の数は、任意である。図の例では、胴体部１１２の対向する２つの側面に対称的に２本のアーム１１３が設けられる場合が示されている。アーム１１３は、例えば７自由度アームである。アーム１１３の先端には、対象物を把持することができるハンド１２０が設けられる。ハンド１２０は、金属材料または樹脂材料などからなる。対象物は、例えば、グラス、カップ、瓶、ペットボトル、紙パック（牛乳パック）等を含む。移動機構１１５は、本体部１１０を移動させる手段であり、車輪または脚などによって構成される。
【0017】
本実施形態では、ロボット１００のハンド１２０は、拇指１２１と、示指１２２と、を有する。拇指１２１は、例えば、ハンド１２０の親指に相当し、第１指部の一例である。示指１２２は、例えば、ハンド１２０の人差し指に相当し、第２指部の一例である。拇指１２１は、示指１２２よりも小さな形状となっている。本実施形態では、説明を簡単化するために、ハンド１２０は、拇指１２１と示指１２２との２本の指を備える場合について説明するが、３本以上の指を備える構成としてもよい。
【0018】
拇指１２１及び示指１２２は、指節間関節部分に設けられたアクチュエータにより、可動可能に構成されている。例えば、示指１２２は、図２に示すように、３つの第１関節部１２３、１２４、１２５によって複数のリンク１２６、１２７、１２８のそれぞれを回転可能な構成となっている。ハンド１２０は、拇指１２１と示指１２２との間隔が変更可能なように構成されている。拇指１２１は、第２関節部１２９によってアーム１１３の軸を中心に回転可能な構成となっている。示指１２２は、アーム１１３によってアーム１１３の軸を中心に回転可能な構成となっている。
【0019】
図３に示すように、対象物６００は、水平方向に沿った断面が円形で滑らかな曲面のグラスとなっている。対象物６００は、例えば、テーブル等に置かれた状態になっている。場面ＳＴ１では、ハンド１２０は、対象物６００が拇指１２１と示指１２２との間に位置すると、拇指１２１及び示指１２２の間隔を狭めるように動作することで、対象物６００を把持する。この場合、拇指１２１及び示指１２２は、対象物６００の側部を挟持している。
【0020】
場面ＳＴ２では、ハンド１２０は、拇指１２１が対象物６００に接触した状態で静止している。ハンド１２０は、示指１２２が第２関節部１２９の軸を中心として、方向Ｃ１への回転と方向Ｃ２への回転とが可能な構成であることを示している。すなわち、ハンド１２０は、示指１２２と対象物６００の側部の表面との接触位置をなぞるように変化させることが可能な構成となっている。
【0021】
図２に戻り、ハンド１２０は、圧力センサ１３が拇指１２１及び示指１２２の平面部１２０Ｆに設けられている。拇指１２１の平面部１２０Ｆは、示指１２２の平面部１２０Ｆよりも表面積が小さくなっている。圧力センサ１３は、ハンド１２０が対象物６００を把持する場合に、対象物６００と接触する拇指１２１及び示指１２２の平面部１２０Ｆのそれぞれに設けられている。圧力センサ１３は、例えば、圧力の２次元分布を計測する圧力分布センサ等を用いることができる。圧力センサ１３は、ハンド１２０が対象物６００を把持している場合に、対象物６００によって力が加えられた接触位置（圧力中心）、その力に応じて生じた反力（変形）の２次元平面内での変位量等を識別可能な圧力情報を提供する。すなわち、圧力センサ１３は、拇指１２１及び示指１２２と対象物６００との接触状態の変化を識別可能な情報を提供する。
【0022】
なお、ハンド１２０は、複数の圧力センサを行列状に配置し、各圧力センサにより検知された圧力を示す情報を、行列における座標情報と関連付けて提供する構成を用いてもよい。
【0023】
［実施形態に係るロボットの構成］
図４は、実施形態に係るロボット１００の構成例を示す図である。図４に示すように、ロボット１００は、センサ部１０と、駆動部２０と、情報処理装置３０と、通信部４０と、を備える。情報処理装置３０は、上述したロボット１００の制御部の一例である。情報処理装置３０は、センサ部１０、駆動部２０及び通信部４０とデータや信号を授受可能に接続されている。情報処理装置３０は、例えば、ロボット１００における動作を制御するユニットとして、ロボット１００に組み込まれる場合について説明するが、ロボット１００の外部に設けられてもよい。なお、ロボット１００は、通信部４０を備えない構成としてもよい。
図４は、実施形態に係るロボット１００の構成例を示す図である。図４に示すように、ロボット１００は、センサ部１０と、駆動部２０と、情報処理装置３０と、通信部４０と、を備える。情報処理装置３０は、上述したロボット１００の制御部の一例である。情報処理装置３０は、センサ部１０、駆動部２０及び通信部４０とデータや信号を授受可能に接続されている。情報処理装置３０は、例えば、ロボット１００における動作を制御するユニットとして、ロボット１００に組み込まれる場合について説明するが、ロボット１００の外部に設けられてもよい。なお、ロボット１００は、通信部４０を備えない構成としてもよい。
【0024】
センサ部１０は、ロボット１００の処理に用いる情報を検出する各種のセンサ等を備える。センサ部１０は、検出した情報を情報処理装置３０等に供給する。本実施形態では、センサ部１０は、上述した撮像部１１と、状態センサ１２と、上述した圧力センサ１３と、を含む。センサ部１０は、撮像部１１が撮像した画像を示すセンサ情報を情報処理装置３０に供給する。状態センサ１２は、例えば、ジャイロセンサ、加速度センサ、周囲情報検出センサ等を含む。状態センサ１２は、例えば、拇指１２１及び示指１２２に設けられている。周囲情報検出センサは、例えば、ロボット１００の周囲の物品を検出する。周囲情報検出センサは、例えば、超音波センサ、レーダ、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）、ソナー等を含む。センサ部１０は、状態センサ１２の検出結果を示すセンサ情報を情報処理装置３０に供給する。センサ部１０は、圧力センサ１３が計測した圧力情報を情報処理装置３０に供給する。
【0025】
例えば、センサ部１０は、ロボット１００の現在位置を検出するための各種のセンサを備えてもよい。具体的には、例えば、センサ部１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からのＧＮＳＳ信号を受信するＧＮＳＳ受信機等を備えてもよい。例えば、センサ部１０は、ロボット１００の周囲の音を集音するマイクを備えてもよい。
【0026】
駆動部２０は、ロボット１００の駆動系に関わる各種の装置を備える。駆動部２０は、例えば、複数の駆動用モータ等の駆動力を発生させるための駆動力発生装置等を備える。駆動用モータは、例えば、ロボット１００の移動機構１１５を動作させる。移動機構１１５は、例えば、車輪、脚部等のロボット１００の移動形態に応じた機能を含む。駆動部２０は、例えば、情報処理装置３０からの指令等を含む制御情報に基づいて駆動用モータを回転させることで、ロボット１００を自律移動させる。
【0027】
駆動部２０は、ロボット１００の駆動可能な各部位を駆動させる。駆動部２０は、ハンド１２０等を動作させるアクチュエータを有する。駆動部２０は、情報処理装置３０と電気的に接続されており、情報処理装置３０によって制御される。駆動部２０は、アクチュエータを駆動させることで、ロボット１００のハンド１２０を可動させる。
【0028】
通信部４０は、ロボット１００と外部の様々な電子機器、情報処理サーバ、基地局等と通信を行う。通信部４０は、情報処理サーバ等から受信した各種情報を情報処理装置３０に出力したり、情報処理装置３０からの各種情報を情報処理サーバ等に送信したりする。なお、通信部４０がサポートする通信プロトコルは、特に限定されるものではなく、また、通信部４０が、複数の種類の通信プロトコルをサポートすることも可能である。
【0029】
情報処理装置３０は、障害物との衝突を回避し、目標地点まで移動しながら掃除するように、ロボット１００の動作を制御する。情報処理装置３０は、例えば、専用または汎用コンピュータである。情報処理装置３０は、ロボット１００の移動動作、掃除ユニット等を制御する機能を有する。情報処理装置３０は、例えば、認識した対象物６００をハンド１２０に把持させたり、当該対象物６００に対してポットに入った液体を注いだりするように、駆動部２０を制御する機能を有する。
【0030】
情報処理装置３０は、記憶部３１と、制御部３２と、を備える。なお、情報処理装置３０は、センサ部１０及び通信部４０少なくとも一方を構成に備えてもよい。
【0031】
記憶部３１は、各種データ及びプログラムを記憶する。例えば、記憶部３１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等である。記憶部３１は、例えば、圧力情報３１１、姿勢情報３１２、モデル情報３１３等の各種情報を記憶する。圧力情報３１１は、例えば、圧力センサ１３の計測結果を時系列で示す情報を含む。姿勢情報３１２は、例えば、圧力センサ１３の測定時に対応した示指２１２の姿勢を識別可能な情報を含む。モデル情報３１３は、例えば、圧力分布と示指２１２の姿勢との関係から形状モデルを識別可能な情報を含む。形状モデルは、例えば、圧力分布と示指２１２の姿勢との関係に基づいて形状を機械学習したモデルを含む。
【0032】
制御部３２は、動作制御部３２１と、推定部３２２と、決定部３２３と、認識部３２４と、を備える。動作制御部３２１、推定部３２２、決定部３２３、及び認識部３２４の各機能部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Control Unit）等によって、情報処理装置３０の内部に記憶されたプログラムがＲＡＭ等を作業領域として実行されることにより実現される。また、各処理部は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の集積回路により実現されてもよい。
【0033】
動作制御部３２１は、拇指１２１（第１指部の一例）及び示指１２２（第２指部の一例）が対象物６００を把持した状態を維持し、かつ拇指１２１及び示指１２２の少なくとも一方を対象物６００に対する姿勢（接触位置）が変化するように動作させる。動作制御部３２１は、拇指１２１が対象物６００に接触した状態を維持し、かつ示指１２２の圧力センサ１３が設けられた平面部１２０Ｆが対象物６００と接触した状態で姿勢が変化するように動作を制御する。動作制御部３２１は、対象物６００を把持したときの示指１２２の接触位置を起点として、対象物６００との接触位置及び示指１２２の姿勢が変化するように、示指１２２を動作させる。例えば、動作制御部３２１は、図３に示したように、起点を中心に示指１２２が方向Ｃ１または方向Ｃ２へ回転するように、駆動部２０を制御する。
【0034】
動作制御部３２１は、拇指１２１及び示指１２２が対象物６００を把持すると、対象物６００を持ち上げる前に、拇指１２１及び示指１２２の少なくとも一方を対象物６００に対する姿勢が変化するように動作させる。動作制御部３２１は、平面部１２０Ｆの接触位置における反力を維持し、かつ対象物６００との接触位置及び示指１２２の姿勢が変化するように、示指１２２を動作させる。
【0035】
推定部３２２は、拇指１２１及び示指１２２の変化する姿勢と接触位置との関係に基づいて、対象物６００の形状を推定する。推定部３２２は、示指１２２の平面部１２０Ｆにおける対象物６００との接触位置及び示指１２２の姿勢の変化に基づいて、対象物６００の形状を推定する。推定部３２２は、平面部１２０Ｆにおける圧力分布に基づく接触位置と姿勢との関係に基づいて、対象物６００の形状を推定する。
【0036】
例えば、拇指１２１及び示指１２２の対象物６００に対する姿勢が変化すると、対象物６００の形状に応じて接触位置が変化する。このため、推定部３２２は、拇指１２１及び示指１２２の変化する姿勢と接触位置との関係とモデル情報３１３とに基づいて、姿勢と接触位置との関係が類似する形状を対象物６００から推定する。推定部３２２は、変化する示指１２２の姿勢ごとに、示指１２２が接触している箇所の対象物６００の断面形状を推定し、相異なる複数の断面形状に基づいて、対象物６００の全体の形状を推定してもよい。
【0037】
決定部３２３は、推定した対象物６００の形状に基づいて、拇指１２１及び示指１２２の把持位置を決定する。決定部３２３は、拇指１２１及び示指１２２の接触位置を変化させた複数の把持位置の中から、対象物６００の把持に適した把持位置を決定する。例えば、決定部３２３は、圧力が作用する面積が最も広範囲となる把持位置を決定する。例えば、決定部３２３は、対象物６００とハンド１２０との間に作用する力の重力方向成分が最も小さくなる把持位置を決定する。例えば、決定部３２３は、示指１２２が拇指１２１の接触位置に最も近くなる把持位置を決定する。
【0038】
認識部３２４は、撮像部１１が撮像した画像情報、状態センサ１２のセンサ情報等に基づいて、ロボット１００の周辺の物体、対象物６００等の存在の有無を認識する。モデル情報３１３は、物体、対象物６００等の形状を示すモデルを有している。この場合、認識部３２４は、モデル情報３１３が示す複数のモデルの中から、検出した幾何学的形状と一致または類似するモデルを検索し、モデルを抽出した場合に、物体、対象物６００等の存在を認識する。
【0039】
以上、本実施形態に係るロボット１００の機能構成例について説明した。なお、図４を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、本実施形態に係るロボット１００の機能構成は係る例に限定されない。本実施形態に係るロボット１００の機能構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。
【0040】
［実施形態に係る情報処理装置の処理手順］
次に、実施形態に係る情報処理装置３０の処理手順の一例について説明する。図５は、実施形態に係る情報処理装置３０が実行する処理手順を示すフローチャートである。図６Ａから図６Ｄは、実施形態に係る情報処理装置３０の制御による拇指１２１と示指１２２と圧力分布との関係を説明するための図である。図５に示す処理手順は、情報処理装置３０の制御部３２がプログラムを実行することによって実現される。図５に示す処理手順は、例えば、対象物６００を認識した場合、情報処理装置３０の外部の電子機器から開始指示を受信した場合等のタイミングで、制御部３２によって実行される。
次に、実施形態に係る情報処理装置３０の処理手順の一例について説明する。図５は、実施形態に係る情報処理装置３０が実行する処理手順を示すフローチャートである。図６Ａから図６Ｄは、実施形態に係る情報処理装置３０の制御による拇指１２１と示指１２２と圧力分布との関係を説明するための図である。図５に示す処理手順は、情報処理装置３０の制御部３２がプログラムを実行することによって実現される。図５に示す処理手順は、例えば、対象物６００を認識した場合、情報処理装置３０の外部の電子機器から開始指示を受信した場合等のタイミングで、制御部３２によって実行される。
【0041】
図５に示すように、情報処理装置３０の制御部３２は、認識した対象物６００を挟む位置に拇指１２１及び示指１２２を移動させる（ステップＳ１０１）。例えば、制御部３２は、センサ部１０のセンサ情報に基づいて、ハンド１２０が把持可能な対象物６００を認識する。例えば、制御部３２は、ハンド１２０の拇指１２１及び示指１２２が対象物６００を挟むことが可能な位置に移動するように、駆動部２０を制御する。例えば、制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２を結ぶ直線上に、対象物６００の高さ方向の中央近傍が位置するように、ハンド１２０、アーム１１３等を動作させる制御を行う。制御部３２は、ステップＳ１０１の処理が終了すると、処理をステップＳ１０２に進める。
【0042】
制御部３２は、対象物６００を挟むように、拇指１２１及び示指１２２の間隔を狭める方向への移動を開始する（ステップＳ１０２）。例えば、制御部３２は、図６Ａの場面ＳＴ１１に示すように、拇指１２１及び示指１２２を対象物６００に向かう方向Ｎへの移動を開始するように、駆動部２０を制御する。図５に戻り、制御部３２は、ステップＳ１０２の処理が終了すると、処理をステップＳ１０３に進める。
【0043】
制御部３２は、圧力センサ１３から取得した圧力情報３１１に基づいて、拇指１２１及び示指１２２が対象物６００に接触したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。例えば、制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２の圧力情報３１１の双方が、対象物６００によって力が加えられた接触位置に圧力を示している場合に、拇指１２１及び示指１２２が接触したと判定する。制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２が接触していないと判定した場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、処理を既に説明したステップＳ１０２に戻し、処理を継続する。また、制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２が接触したと判定した場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、処理をステップＳ１０４に進める。
【0044】
制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２の移動を停止する（ステップＳ１０４）。例えば、制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２を対象物６００に向かう方向Ｎへの移動を停止するように、駆動部２０を制御する。これにより、図６Ｂの場面ＳＴ１２に示すように、拇指１２１は、拇指１２１の平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ１１で対象物６００に接触している。示指１２２は、示指１２２の平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ２１で対象物６００に接触している。そして、拇指１２１及び示指１２２は、対象物６００を挟持している。この場合、拇指１２１の圧力センサ１３は、圧力分布Ｍ１１を示す圧力情報１３１を制御部３２に供給する。圧力分布Ｍ１１は、拇指１２１の検出領域を分割した８×７の領域に対する圧力分布を示している。圧力分布Ｍ１１は、接触位置Ｐ１１に対応した１つの領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。また、示指１２２の圧力センサ１３は、圧力分布Ｍ２１を示す圧力情報１３１を制御部３２に供給する。圧力分布Ｍ２１は、示指１２２の検出領域を分割した１４×７の領域に対する圧力分布を示している。圧力分布Ｍ２１は、接触位置Ｐ２１に対応した３つの領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。図５に戻り、制御部３２は、ステップＳ１０４の処理が終了すると、処理をステップＳ１０５に進める。
【0045】
制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２の接触位置・反力を算出する（ステップＳ１０５）。例えば、制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２のそれぞれの圧力分布Ｍ１１、圧力分布Ｍ２１を示す圧力情報１３１を、拇指１２１及び示指１２２の圧力センサ１３から取得する。例えば、制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２のそれぞれに対し、平面部１２０Ｆにおける接触位置ｘｃ（圧力中心を示すベクトル）、接触反力Ｆを、以下の式（１）、式（２）に基づいて算出する。なお、圧力センサ１３は、圧力分布センサであるとする。
【数1】
【数2】
【0046】
式（１）及び式（２）において、ｋ、Ｐｋ、ｘｋ（ベクトル）、ΔＳは、パラメータである。ｋは、圧力分布センサのセル番号（セルＩＤ）である。Ｐｋは、圧力分布センサのセルが計測した圧力値／力値である。ｘｋ（ベクトル）は、圧力分布センサの圧力分布（平面部１２０Ｆ）における位置である。位置は、圧力分布センサの中心点を原点としているが、ロボットのリンク座標系やロボットのベース座標系、世界座標系の他の表現方法で位置を記述してもよい。ΔＳは、圧力分布センサのセルの面積もしくは基準セルに対する面積比率である。ＰｋとΔＳとの積は、力の次元を持つようになっている。また、圧力分布センサは、セルサイズが等しいので、ΔＳの添え字ｋを省略しているが、セルごとにサイズが異なる場合、ΔＳｋとすればよい。
【0047】
制御部３２は、算出した拇指１２１及び示指１２２の接触位置・反力を記憶部３１に記憶すると、処理をステップＳ１０６に進める。制御部３２は、示指１２２が接触位置を起点として方向Ｃ１への転がり動作を行うように、示指１２２の姿勢を制御する（ステップＳ１０６）。転がり動作とは、接触位置を起点とし、示指１２２を対象物６００の表面に接触した状態で転がす動作を意味する。転がり動作は、例えば、示指１２２を対象物６００の表面に接触させた状態で、第２関節部１２９、アーム１１３等の軸を中心に示指１２２を回転させる動作を含む。例えば、制御部３２は、第２関節部１２９の軸を中心として、方向Ｃ１へ回転するように、第２関節部１２９の回転を制御する。詳細には、制御部３２は、示指１２２の姿勢を徐々に変化するように、第２関節部１２９の回転速度を決定し、当該回転速度で第２関節部１２９を方向Ｃ１へ回転させる。制御部３２は、ステップＳ１０６の処理が終了すると、処理をステップＳ１０７に進める。
【0048】
制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２の接触状態を認識する（ステップＳ１０７）。例えば、制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２の圧力センサ１３のそれぞれから圧力情報３１１を取得し、当該圧力情報３１１に基づいて平面部１２０Ｆにおける接触状態を認識する。例えば、制御部３２は、平面部１２０Ｆにおける圧力がかかっている面積、圧力中心、圧力の大きさ等の接触状態を、その時の示指１２２の位置、姿勢に紐付けて記憶部３１に記憶する。例えば、制御部３２は、第２関節部１２９を制御している角度、指令した位置等に基づいて、示指１２２の位置、姿勢を特定する。例えば、制御部３２は、第２関節部１２９に設けたトルクセンサからの情報に基づいて、示指１２２の位置、姿勢を特定してもよい。制御部３２は、ステップＳ１０７の処理が終了すると、処理をステップＳ１０８に進める。
【0049】
制御部３２は、切り替え条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０８）。切り替え条件は、方向Ｃ１から方向Ｃ２へ示指１２２の移動方向を切り替える条件である。例えば、制御部３２は、示指１２２の平面部１２０Ｆにおける接触位置ｘｃの変化がなくなった場合に、切り替え条件を満たすと判定する。制御部３２は、切り替え条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ１０８でＮｏ）、処理を既に説明したステップＳ１０６に戻し、処理を継続する。また、制御部３２は、切り替え条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、処理をステップＳ１０９に進める。
【0050】
この場合、図６Ｃの場面ＳＴ１３に示すように、拇指１２１は、拇指１２１の平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ１２で対象物６００に接触している。拇指１２１が移動していないため、接触位置Ｐ１２は、接触位置Ｐ１１と同一の接触位置である。示指１２２は、示指１２２の平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ２２で対象物６００に接触している。そして、拇指１２１及び示指１２２は、対象物６００を挟持している。この場合、拇指１２１の圧力センサ１３は、圧力分布Ｍ１２を示す圧力情報１３１を制御部３２に供給する。圧力分布Ｍ１２は、圧力分布Ｍ１１と同一である。また、示指１２２の圧力センサ１３は、圧力分布Ｍ２２を示す圧力情報１３１を制御部３２に供給する。圧力分布Ｍ２２は、示指１２２の検出領域を分割した１４×７の領域に対する圧力分布を示している。圧力分布Ｍ２２は、接触位置Ｐ２２に対応した領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。
【0051】
図５に戻り、制御部３２は、示指１２２が接触位置を起点として方向Ｃ２へ転がり動作を行うように、示指１２２の姿勢を制御する（ステップＳ１０９）。すなわち、制御部３２は、方向Ｃ１から方向Ｃ２へ切り替えて、示指１２２の転がり動作を実行させる。例えば、制御部３２は、第２関節部１２９の軸を中心として、方向Ｃ２へ回転するように、第２関節部１２９の回転を制御する。詳細には、制御部３２は、示指１２２の姿勢を徐々に変化するように、第２関節部１２９の回転速度を決定し、当該回転速度で第２関節部１２９を方向Ｃ２へ回転させる。制御部３２は、ステップＳ１０９の処理が終了すると、処理をステップＳ１１０に進める。
【0052】
制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２の接触状態を認識する（ステップＳ１１０）。例えば、制御部３２は、上述したステップＳ１０７と同様に、拇指１２１及び示指１２２の圧力センサ１３のそれぞれから圧力情報３１１を取得し、当該圧力情報３１１に基づいて接触状態を認識する。例えば、制御部３２は、平面部１２０Ｆにおける圧力がかかっている面積、圧力中心、圧力の大きさ等の接触状態を、その時の示指１２２の位置、姿勢を識別可能な姿勢情報３１２に紐付けて記憶部３１に記憶する。制御部３２は、ステップＳ１１０の処理が終了すると、処理をステップＳ１１１に進める。
【0053】
制御部３２は、終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１１）。終了条件は、方向Ｃ２への示指１２２の移動を終了する条件である。例えば、制御部３２は、示指１２２の接触位置ｘｃが圧力分布を縦断した場合、方向Ｃ１から方向Ｃ２へ方向を１度切り替えて後、上述した切り替え条件を満たす場合、外部の電子機器から終了指示を受け付けた場合等に、終了条件を満たすと判定する。制御部３２は、終了条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ１１１でＮｏ）、処理を既に説明したステップＳ１０９に戻し、処理を継続する。また、制御部３２は、終了条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１１１でＹｅｓ）、処理をステップＳ１１２に進める。
【0054】
制御部３２は、示指１２２の動作を終了する（ステップＳ１１２）。例えば、制御部３２は、示指１２２の転がり動作を停止するように、駆動部２０を制御する。これにより、図６Ｄの場面ＳＴ１４に示すように、示指１２２は、示指１２２の平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ２３で対象物６００に接触している。そして、拇指１２１及び示指１２２は、対象物６００を挟持している。この場合、拇指１２１の圧力センサ１３は、圧力分布Ｍ１３を示す圧力情報１３１を制御部３２に供給する。圧力分布Ｍ１３は、圧力分布Ｍ１１と同一である。また、示指１２２の圧力センサ１３は、圧力分布Ｍ２３を示す圧力情報１３１を制御部３２に供給する。圧力分布Ｍ２３は、示指１２２の検出領域を分割した１４×７の領域に対する圧力分布を示している。圧力分布Ｍ２３は、接触位置Ｐ２３に対応した領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。図５に戻り、制御部３２は、ステップＳ１１２の処理が終了すると、処理をステップＳ１１３に進める。
【0055】
制御部３２は、対象物６００の形状を推定する（ステップＳ１１３）。例えば、制御部３２は、複数の異なる接触位置ごとに認識した接触状態と、そのときの示指１２２の位置、姿勢を識別可能な姿勢情報３１２とをトレースすることで、対象物６００の形状を推定する。例えば、制御部３２は、複数の異なる接触位置ごと対象物６００の断面形状をつなぎ合わせることで、対象物６００の全体の形状を推定する。例えば、制御部３２は、複数の異なる接触位置ごとに認識した接触状態と、そのときの示指１２２の位置、姿勢を識別可能な姿勢情報３１２とモデル情報３１３とに基づいて、例えば、圧力分布と示指２１２の姿勢との関係から類似する形状モデルを特定し、当該形状モデルを対象物６００の形状として推定する。制御部３２は、ステップＳ１１３の処理が終了すると、処理をステップＳ１１４に進める。
【0056】
制御部３２は、対象物６００の把持位置を決定する（ステップＳ１１４）。例えば、制御部３２は、推定した対象物６００の形状に基づいて、拇指１２１と示指１２２との圧力が作用する平面部１２０Ｆにおける面積が最も広くなる姿勢、対象物６００とハンド１２０との間に作用する力の重力方向成分が最も小さくなる姿勢、拇指１２１の接触位置に示指１２２が最も近くなる姿勢等の少なくとも１つを満たすように、対象物６００の把持位置を決定する。本実施形態では、制御部３２は、拇指１２１の接触位置は固定しているため、複数の接触位置ごとに認識した示指１２２の接触面積に基づいて、面積が最も広い示指１２２の姿勢を抽出し、当該姿勢の示指１２２の接触位置を把持位置として決定する。例えば、制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２の状態センサ１２が計測した重力方向の加速度成分等に基づいて、重力方向成分が最も小さくなる拇指１２１及び示指１２２の姿勢を求め、対象物６００の把持位置として決定してもよい。例えば、制御部３２は、拇指１２１と示指１２２の間隔を複数の異なる接触位置ごとに求め、拇指１２１の接触位置に示指１２２が最も近くなる姿勢となるように、対象物６００の把持位置として決定してもよい。制御部３２は、決定した把持位置を記憶部３１に記憶すると、処理をステップＳ１１５に進める。
【0057】
制御部３２は、決定した把持位置で把持するように、拇指１２１及び示指１２２の動作を制御する（ステップＳ１１５）。例えば、制御部３２は、把持位置に対応した拇指１２１及び示指１２２の対象物６００に対する接触位置を求め、現在位置から当該接触位置へ移動するように、ハンド１２０、アーム１１３等を動作させる制御を行う。詳細には、制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２の現在位置から当該接触位置への移動計画を求め、当該移動計画に基づいて駆動部２０を制御する。例えば、制御部３２は、図６Ｄの場面ＳＴ１４に示す接触位置を把持位置と決定している場合、拇指１２１が接触位置Ｐ１３、示指１２２が接触位置Ｐ２３で対象物６００と接触するように、拇指１２１及び示指１２２を位置付ける。これにより、ロボット１００は、対象物６００の形状に適した把持位置で、拇指１２１及び示指１２２によって把持することができる。図５に戻り、制御部３２は、ステップＳ１１５の処理が終了すると、処理をステップＳ１１６に進める。
【0058】
制御部３２は、対象物６００を持ち上げるように、ハンド１２０の動作を制御する（ステップＳ１１６）。例えば、制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２が対象物６００を把持した状態で、ハンド１２０が上方へ移動するように、駆動部２０を制御する。これにより、ロボット１００は、拇指１２１及び示指１２２が把持している対象物６００を持ち上げることができる。制御部３２は、ステップＳ１１６の処理が終了すると、図５に示す処理手順を終了させる。
【0059】
上述した図５に示す処理手順では、説明を簡単化するために、制御部３２は、拇指１２１を固定して移動させない場合について説明したが、拇指１２１を移動させる処理手順を追加してもよい。図５に示す処理手順は、示指１２２を方向Ｃ１へ移動させた後に方向Ｃ２へ移動させる場合について、示指１２２を方向Ｃ２へ移動させた後に方向Ｃ１へ移動させる処理手順としてもよい。
【0060】
【0061】
図７に示す一例では、対象物６００Ａは、側部が円柱状のグラスとなっている。図７に示す場面ＳＴ２１では、情報処理装置３０は、拇指１２１を平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ１１１で対象物６００Ａに接触させている。情報処理装置３０は、示指１２２を平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ１２１で対象物６００Ａに接触させている。対象物６００Ａが円柱状であるため、示指１２２の平面部１２０Ｆは、対象物６００Ａの側部の上部から下部にわたって接触している。そして、拇指１２１及び示指１２２は、対象物６００Ａを挟持している。この場合、情報処理装置３０は、拇指１２１の圧力センサ１３から圧力分布Ｍ１１１を示す圧力情報１３１を取得し、示指１２２の圧力センサ１３から圧力分布Ｍ１２１を示す圧力情報１３１を取得する。圧力分布Ｍ１１１を示す圧力情報１３１は、接触位置Ｐ１１１に対応した１つの領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。圧力分布Ｍ１２１を示す圧力情報１３１は、直線的な接触位置Ｐ１２１に対応した１４個の連続した領域とその左右の領域に圧力が加わっていることを示している。情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２のそれぞれに対し、圧力分布Ｍ１１１、Ｍ１２１における接触位置ｘｃ（圧力中心を示すベクトル）、接触反力Ｆを算出し、その時の示指１２２の位置、姿勢に紐付けて記憶部３１に記憶する。
【0062】
その後、場面ＳＴ２２に示すように、情報処理装置３０は、方向Ｃ１への転がり動作を示指１２２に行わせ、示指１２２が平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ１２２で対象物６００Ａの側部の上方で接触させている。情報処理装置３０は、拇指１２１を平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ１１２で対象物６００Ａに接触させている。本実施形態では、拇指１２１を移動していないため、接触位置Ｐ１１２は、接触位置Ｐ１１１と同一の接触位置である。この場合、情報処理装置３０は、拇指１２１の圧力センサ１３から圧力分布Ｍ１１２を示す圧力情報１３１を取得し、示指１２２の圧力センサ１３から圧力分布Ｍ１２２を示す圧力情報１３１を取得する。圧力分布Ｍ１１２を示す圧力情報１３１は、接触位置Ｐ１１２に対応した１つの領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。圧力分布Ｍ１２２を示す圧力情報１３１は、対象物６００Ａの側部の上方を示す接触位置Ｐ１２２に対応した６個の連続した領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２のそれぞれに対し、圧力分布Ｍ１１２、Ｍ１２２における接触位置ｘｃ（圧力中心を示すベクトル）、接触反力Ｆを算出し、その時の示指１２２の位置、姿勢に紐付けて記憶部３１に記憶する。
【0063】
その後、場面ＳＴ２３に示すように、情報処理装置３０は、方向Ｃ２への転がり動作を示指１２２に行わせ、示指１２２が平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ１２３で対象物６００Ａの側部の下方で接触させている。情報処理装置３０は、拇指１２１を平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ１１３で対象物６００Ａに接触させている。本実施形態では、拇指１２１を移動していないため、接触位置Ｐ１１３は、接触位置Ｐ１１１、Ｐ１１２と同一の接触位置である。この場合、情報処理装置３０は、拇指１２１の圧力センサ１３から圧力分布Ｍ１１３を示す圧力情報１３１を取得し、示指１２２の圧力センサ１３から圧力分布Ｍ１２３を示す圧力情報１３１を取得する。圧力分布Ｍ１１３を示す圧力情報１３１は、接触位置Ｐ１１３に対応した１つの領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。圧力分布Ｍ１２３を示す圧力情報１３１は、対象物６００Ａの側部の下方を示す接触位置Ｐ１２３に対応した５個の連続した領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２のそれぞれに対し、圧力分布Ｍ１１３、Ｍ１２３における接触位置ｘｃ（圧力中心を示すベクトル）、接触反力Ｆを算出し、その時の示指１２２の位置、姿勢に紐付けて記憶部３１に記憶する。
【0064】
情報処理装置３０は、複数の異なる接触位置Ｐ１２１、Ｐ１２２、Ｐ１２３等の示指１２２の接触状態、そのときの示指１２２の位置、姿勢等に基づいて、対象物６００Ａが円柱状の形状であると推定する。情報処理装置３０は、対象物６００Ａの形状が円柱状と推定したことで、拇指１２１及び示指１２２を対象物６００Ａの側部の中央付近を把持位置と決定する。情報処理装置３０は、決定した把持位置に拇指１２１及び示指１２２を位置付けて対象物６００Ａを把持させる。これにより、情報処理装置３０は、円柱状の対象物６００Ａの形状に適した位置で、ハンド１２０に把持させることができる。
【0065】
次に、図８に示す一例では、対象物６００Ｂは、下部がテーパ状のグラスとなっている。図８に示す場面ＳＴ３１では、情報処理装置３０は、拇指１２１を平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ２１１で対象物６００Ｂに接触させている。情報処理装置３０は、示指１２２を平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ２２１で対象物６００Ｂに接触させている。対象物６００Ｂの側部がテーパ状であるため、示指１２２の平面部１２０Ｆは、対象物６００Ａの側部の上端寄りの部分で接触している。そして、拇指１２１及び示指１２２は、対象物６００Ｂを挟持している。この場合、情報処理装置３０は、拇指１２１の圧力センサ１３から圧力分布Ｍ２１１を示す圧力情報１３１を取得し、示指１２２の圧力センサ１３から圧力分布Ｍ２２１を示す圧力情報１３１を取得する。圧力分布Ｍ２１１を示す圧力情報１３１は、接触位置Ｐ２１１に対応した１つの領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。圧力分布Ｍ２２１を示す圧力情報１３１は、接触位置Ｐ２２１に対応した２つの連続した領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２のそれぞれに対し、圧力分布Ｍ２１１、Ｍ２２１における接触位置ｘｃ（圧力中心を示すベクトル）、接触反力Ｆを算出し、その時の示指１２２の位置、姿勢に紐付けて記憶部３１に記憶する。
【0066】
その後、場面ＳＴ３２に示すように、情報処理装置３０は、方向Ｃ１への転がり動作を示指１２２に行わせ、示指１２２が平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ２２２で対象物６００Ｂの側部の上端で接触させている。情報処理装置３０は、拇指１２１を平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ２１２で対象物６００Ｂに接触させている。本実施形態では、拇指１２１を移動していないため、接触位置Ｐ２１２は、接触位置Ｐ２１１と同一の接触位置である。この場合、情報処理装置３０は、拇指１２１の圧力センサ１３から圧力分布Ｍ２１２を示す圧力情報１３１を取得し、示指１２２の圧力センサ１３から圧力分布Ｍ２２２を示す圧力情報１３１を取得する。圧力分布Ｍ２１２を示す圧力情報１３１は、接触位置Ｐ２１２に対応した１つの領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。圧力分布Ｍ２２２を示す圧力情報１３１は、対象物６００Ａの側部の上端寄りを示す接触位置Ｐ２２２に対応した２つの連続した領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。すなわち、示指１２２が方向Ｃ１へ移動できていないため、圧力分布Ｍ２２２を示す圧力情報１３１は、圧力分布Ｍ２２１が示す圧力情報１３１と同一の圧力分布となっている。情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２のそれぞれに対し、圧力分布Ｍ２１２、Ｍ２２２における接触位置ｘｃ（圧力中心を示すベクトル）、接触反力Ｆを算出し、その時の示指１２２の位置、姿勢に紐付けて記憶部３１に記憶する。
【0067】
その後、場面ＳＴ３３に示すように、情報処理装置３０は、方向Ｃ２への転がり動作を示指１２２に行わせ、示指１２２が平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ２２３で対象物６００Ｂの側部の上方で接触させている。情報処理装置３０は、拇指１２１を平面部１２０Ｆにおける接触位置Ｐ２１３で対象物６００Ｂに接触させている。本実施形態では、拇指１２１を移動していないため、接触位置Ｐ２１３は、接触位置Ｐ２１１、Ｐ２１２と同一の接触位置である。この場合、情報処理装置３０は、拇指１２１の圧力センサ１３から圧力分布Ｍ２１３を示す圧力情報１３１を取得し、示指１２２の圧力センサ１３から圧力分布Ｍ２２３を示す圧力情報１３１を取得する。圧力分布Ｍ２１３を示す圧力情報１３１は、接触位置Ｐ２１３に対応した１つの領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。圧力分布Ｍ２２３を示す圧力情報１３１は、対象物６００Ｂの側部の上方を示す接触位置Ｐ２２３に対応した４つの連続した領域とその周囲の領域に圧力が加わっていることを示している。情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２のそれぞれに対し、圧力分布Ｍ２１３、Ｍ２２３における接触位置ｘｃ（圧力中心を示すベクトル）、接触反力Ｆを算出し、その時の示指１２２の位置、姿勢に紐付けて記憶部３１に記憶する。
【0068】
情報処理装置３０は、複数の異なる接触位置Ｐ２２１、Ｐ２２２、Ｐ２２３等の示指１２２の接触状態、そのときの示指１２２の位置、姿勢等に基づいて、対象物６００Ｂが逆円錐台状の形状であると推定する。情報処理装置３０は、対象物６００Ｂの形状が逆円錐台状と推定したことで、拇指１２１及び示指１２２を対象物６００Ａの側部の中央から下方付近を把持位置と決定する。情報処理装置３０は、決定した把持位置に拇指１２１及び示指１２２を位置付けて対象物６００Ｂを把持させる。これにより、情報処理装置３０は、逆円錐台状の対象物６００Ｂの形状に適した位置で、ハンド１２０に把持させることができる。
【0069】
［実施形態の変形例（１）］
次に、実施形態の変形例（１）に係る情報処理装置３０の情報処理の一例を説明する。図９は、実施形態の変形例（１）に係る情報処理装置３０が実行する処理手順を示すフローチャートである。図９に示す処理手順は、情報処理装置３０の制御部３２がプログラムを実行することによって実現される。図９に示す処理手順は、例えば、対象物６００を認識した場合、外部の電子機器から開始指示を受信した場合等のタイミングで、制御部３２によって実行される。
次に、実施形態の変形例（１）に係る情報処理装置３０の情報処理の一例を説明する。図９は、実施形態の変形例（１）に係る情報処理装置３０が実行する処理手順を示すフローチャートである。図９に示す処理手順は、情報処理装置３０の制御部３２がプログラムを実行することによって実現される。図９に示す処理手順は、例えば、対象物６００を認識した場合、外部の電子機器から開始指示を受信した場合等のタイミングで、制御部３２によって実行される。
【0070】
【0071】
図９に示すように、情報処理装置３０の制御部３２は、認識した対象物６００を挟む位置に拇指１２１及び示指１２２を移動させる（ステップＳ１０１）。制御部３２は、対象物６００を挟むように、拇指１２１及び示指１２２の間隔を狭める方向への移動を開始する（ステップＳ１０２）。制御部３２は、圧力センサ１３から取得した圧力情報３１１に基づいて、拇指１２１及び示指１２２が接触したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２が接触していないと判定した場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、処理を既に説明したステップＳ１０２に戻し、処理を継続する。また、制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２が接触したと判定した場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、処理をステップＳ１０４に進める。
【0072】
制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２の移動を停止する（ステップＳ１０４）。制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２の接触位置・反力を算出する（ステップＳ１０５）。制御部３２は、ステップＳ１０５の処理が終了すると、処理をステップＳ１２０に進める。
【0073】
制御部３２は、持ち上げ条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１２０）。持ち上げ条件は、例えば、拇指１２１及び示指１２２と対象物６００との接触状態に基づいて、持ち上げることが可能であるか否かを判定するための条件である。例えば、制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２のそれぞれの圧力分布に基づいてそれぞれの接触面積を求め、当該接触面積が予め設定された閾値よりも大きい場合に、持ち上げ条件を満たすと判定する。
【0074】
制御部３２は、持ち上げ条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１２０でＹｅｓ）、処理を既に説明したステップＳ１１６に進める。この場合、拇指１２１及び示指１２２は、対象物６００を持ち上げることが可能な接触面積を担保できている。このため、制御部３２は、対象物６００を持ち上げるように、ハンド１２０の動作を制御する（ステップＳ１１６）。例えば、制御部３２は、拇指１２１及び示指１２２が対象物６００を把持した状態で、ハンド１２０が上方へ移動するように、駆動部２０を制御する。これにより、ロボット１００は、対象物６００の形状を認識する処理を行うことなく、拇指１２１及び示指１２２が把持している対象物６００を持ち上げることができる。制御部３２は、ステップＳ１１６の処理が終了すると、図９に示す処理手順を終了させる。
【0075】
また、制御部３２は、持ち上げ条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１２０でＮｏ）、処理を既に説明したステップＳ１０６に進める。制御部３２は、ステップＳ１０６からステップＳ１１６の一連の処理を実行することで、対象物６００の形状を推定し、当該形状に応じた把持位置を決定し、当該把持位置で把持した対象物６００を持ち上げる動作を制御する。
【0076】
このように、情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２の対象物６００の接触状態が持ち上げ条件を満たす場合、対象物６００の形状を推定することなく、対象物６００を持ち上げることができる。また、情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２の対象物６００の接触状態が持ち上げ条件を満たさない場合、対象物６００の形状を推定し、対象物６００の形状に適した把持位置で把持した状態で、対象物６００を持ち上げることができる。その結果、情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２の把持状態に応じて、対象物６００の形状を推定するか否かを切り替えるので、対象物６００を持ち上げる動作の効率化を図ることができる。
【0077】
［実施形態の変形例（２）］
次に、実施形態の変形例（２）に係る情報処理装置３０の情報処理の一例を説明する。図１０は、実施形態の変形例（２）に係るハンド１２０の構成の一例を示す図である。
次に、実施形態の変形例（２）に係る情報処理装置３０の情報処理の一例を説明する。図１０は、実施形態の変形例（２）に係るハンド１２０の構成の一例を示す図である。
【0078】
図１０に示すように、ハンド１２０は、拇指１２１及び示指１２２を有する。示指１２２は、３つの第１関節部１２３、１２４、１２５によって複数のリンク１２６、１２７、１２８のそれぞれを回転可能な構成となっている。示指１２２は、第２関節部１２９によってアーム１１３の軸を中心に回転可能な構成となっている。拇指１２１は、アーム１１３に設けられており、アーム１１３の軸を中心に回転可能な構成となっている。情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２のそれぞれを回転させるように、駆動部２０を制御する。
【0079】
［実施形態の変形例（３）］
上述した実施形態では、情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２が１つの把持位置で、示指１２２の姿勢を変化させることで、対象物６００の形状を推定する場合について説明したが、これに限定されない。情報処理装置３０は、対象物６００の複数の把持位置ごとに、示指１２２の姿勢を変化させて、対象物６００の形状を推定してもよい。
上述した実施形態では、情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２が１つの把持位置で、示指１２２の姿勢を変化させることで、対象物６００の形状を推定する場合について説明したが、これに限定されない。情報処理装置３０は、対象物６００の複数の把持位置ごとに、示指１２２の姿勢を変化させて、対象物６００の形状を推定してもよい。
【0080】
図１１は、実施形態の変形例（３）に係る情報処理装置３０の情報処理の一例を説明するための図である。図１１に示すように、情報処理装置３０は、把持パターンＰＳ１で、拇指１２１及び示指１２２に対象物６００を把持させる。この状態で、情報処理装置３０は、上述したように、示指１２２の姿勢を変化させ、把持パターンＰＳ１での対象物６００の形状を推定する。そして、情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２を対象物６００の周囲に沿って反時計回りの方向へ移動させ、把持パターンＰＳ２で、拇指１２１及び示指１２２に対象物６００を把持させる。この状態で、情報処理装置３０は、上述したように、示指１２２の姿勢を変化させ、把持パターンＰＳ２での対象物６００の形状を推定する。
【0081】
例えば、情報処理装置３０は、把持パターンＰＳ１と把持パターンＰＳ２との対象物６００の形状の推定結果が一致している場合、対象物６００の形状の推定結果を確定する。例えば、情報処理装置３０は、把持パターンＰＳ１と把持パターンＰＳ２の対象物６００の形状の推定結果が一致していない場合、拇指１２１及び示指１２２を対象物６００の周囲を反時計回りの方向へ移動させ、異なる把持パターンで対象物６００の形状を推定してもよい。このように、情報処理装置３０は、相異なる複数の把持パターンで対象物６００の形状を推定することで、推定結果の精度を向上させることができる。また、情報処理装置３０は、把持パターンの数を増加させるにしたがって、対象物６００の様々な形状を推定することができる。
【0082】
［実施形態のその他の変形例］
実施形態では、情報処理装置３０は、１つの拇指１２１及び１つの示指１２２を備えるロボット１００を制御する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、情報処理装置３０は、１つの拇指１２１及び複数の示指１２２を備えるロボット、マニピュレータ等を制御するように構成してもよい。すなわち、情報処理装置３０は、対象物６００に対して接触させた複数の示指１２２の少なくとも１つの姿勢を変化させることで、対象物６００の形状を推定するように構成してもよい。この場合、情報処理装置３０は、複数の示指１２２のそれぞれの姿勢を変化させてもよいし、複数の示指１２２を直線的に並べて固定した略平面として姿勢を変化させてもよい。
実施形態では、情報処理装置３０は、１つの拇指１２１及び１つの示指１２２を備えるロボット１００を制御する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、情報処理装置３０は、１つの拇指１２１及び複数の示指１２２を備えるロボット、マニピュレータ等を制御するように構成してもよい。すなわち、情報処理装置３０は、対象物６００に対して接触させた複数の示指１２２の少なくとも１つの姿勢を変化させることで、対象物６００の形状を推定するように構成してもよい。この場合、情報処理装置３０は、複数の示指１２２のそれぞれの姿勢を変化させてもよいし、複数の示指１２２を直線的に並べて固定した略平面として姿勢を変化させてもよい。
【0083】
実施形態では、情報処理装置３０は、ロボット１００を制御する装置として実現する場合について説明したが、これに限定されない。情報処理装置３０は、ロボット１００を遠隔操作する遠隔装置、サーバ装置等で実現してもよい。また、情報処理装置３０は、例えば、容器に内容物を注入する注入装置、手術用や産業用のマニピュレータを制御する制御装置等で実現してもよい。
【0084】
なお、上述した実施形態、変形例（１）から変形例（３）は、適宜組み合わせることができる。
【0085】
［ハードウェア構成］
上述してきた実施形態に係る情報処理装置３０は、例えば図１２に示すような構成のコンピュータ１０００によって実現してもよい。以下、実施形態に係る情報処理装置３０を例に挙げて説明する。図１２は、情報処理装置３０の機能を実現するコンピュータ１０００の一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ１０００は、ＣＰＵ１１００、ＲＡＭ１２００、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１３００、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１４００、通信インターフェイス１５００、及び入出力インターフェイス１６００を有する。コンピュータ１０００の各部は、バス１０５０によって接続される。
上述してきた実施形態に係る情報処理装置３０は、例えば図１２に示すような構成のコンピュータ１０００によって実現してもよい。以下、実施形態に係る情報処理装置３０を例に挙げて説明する。図１２は、情報処理装置３０の機能を実現するコンピュータ１０００の一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ１０００は、ＣＰＵ１１００、ＲＡＭ１２００、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１３００、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１４００、通信インターフェイス１５００、及び入出力インターフェイス１６００を有する。コンピュータ１０００の各部は、バス１０５０によって接続される。
【0086】
ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００又はＨＤＤ１４００に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。例えば、ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００又はＨＤＤ１４００に格納されたプログラムをＲＡＭ１２００に展開し、各種プログラムに対応した処理を実行する。
【0087】
ＲＯＭ１３００は、コンピュータ１０００の起動時にＣＰＵ１１００によって実行されるＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等のブートプログラムや、コンピュータ１０００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
【0088】
ＨＤＤ１４００は、ＣＰＵ１１００によって実行されるプログラム、及び、かかるプログラムによって使用されるデータ等を非一時的に記録する、コンピュータが読み取り可能な記録媒体である。具体的には、ＨＤＤ１４００は、プログラムデータ１４５０の一例である本開示に係る情報処理プログラムを記録する記録媒体である。
【0089】
通信インターフェイス１５００は、コンピュータ１０００が外部ネットワーク１５５０（例えばインターネット）と接続するためのインターフェイスである。例えば、ＣＰＵ１１００は、通信インターフェイス１５００を介して、他の機器からデータを受信したり、ＣＰＵ１１００が生成したデータを他の機器へ送信したりする。
【0090】
入出力インターフェイス１６００は、入出力デバイス１６５０とコンピュータ１０００とを接続するためのインターフェイスである。例えば、ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェイス１６００を介して、キーボードやマウス等の入力デバイスからデータを受信する。また、ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェイス１６００を介して、ディスプレイやスピーカーやプリンタ等の出力デバイスにデータを送信する。また、入出力インターフェイス１６００は、所定の記録媒体（メディア）に記録されたプログラム等を読み取るメディアインターフェイスとして機能してもよい。メディアとは、例えばＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の光学記録媒体、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｋ）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。
【0091】
例えば、コンピュータ１０００が実施形態に係る情報処理装置３０として機能する場合、コンピュータ１０００のＣＰＵ１１００は、ＲＡＭ１２００上にロードされたプログラムを実行することにより、動作制御部３３１、推定部３３２、決定部３２３、認識部３３４等の機能を実現する。また、ＨＤＤ１４００には、本開示に係るプログラムや、記憶部３１内のデータが格納される。なお、ＣＰＵ１１００は、プログラムデータ１４５０をＨＤＤ１４００から読み取って実行するが、他の例として、外部ネットワーク１５５０を介して、他の装置からこれらのプログラムを取得してもよい。
【0092】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【0093】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【0094】
また、コンピュータに内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアに、情報処理装置３０が有する構成と同等の機能を発揮させるためのプログラムも作成可能であり、当該プログラムを記録した、コンピュータに読み取り可能な記録媒体も提供され得る。
【0095】
また、本明細書の情報処理装置３０の処理に係る各ステップは、必ずしもフローチャートに記載された順序に沿って時系列に処理される必要はない。例えば、情報処理装置３０の処理に係る各ステップは、フローチャートに記載された順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。
【0096】
（効果）
情報処理装置３０は、拇指１２１（第１指部）及び示指１２２（第２指部）が対象物６００を把持した状態で、拇指１２１及び示指１２２の少なくとも一方を対象物６００に対する接触位置が変化するように動作させる動作制御部３２１と、拇指１２１及び示指１２２の接触位置と姿勢との関係に基づいて、対象物６００の形状を推定する推定部３２２と、を備える。
情報処理装置３０は、拇指１２１（第１指部）及び示指１２２（第２指部）が対象物６００を把持した状態で、拇指１２１及び示指１２２の少なくとも一方を対象物６００に対する接触位置が変化するように動作させる動作制御部３２１と、拇指１２１及び示指１２２の接触位置と姿勢との関係に基づいて、対象物６００の形状を推定する推定部３２２と、を備える。
【0097】
これにより、情報処理装置３０は、対象物６００を把持している拇指１２１及び示指１２２の少なくとも一方の接触位置を変化するように動作させることで、対象物６００の形状を推定することができる。その結果、情報処理装置３０は、把持した対象物６００の形状を容易に推定することができるので、様々な形状の対象物６００を把持させることができる。また、情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２の接触位置と姿勢に基づいて対象物６００の形状を推定できるので、非接触センサ等を用いる必要がなくなり、ハンドのコストを抑制することができる。さらに、情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２の接触位置と姿勢に基づいて対象物６００の形状を推定することで、例えば、透明、不透明等の対象物の性質の影響を抑制することができる。
【0098】
情報処理装置３０では、示指１２２は、対象物６００を把持する拇指１２１と対向する部分に設けられた平面部１２０Ｆを有し、動作制御部３２１は、拇指１２１が対象物６００に接触した状態を維持し、かつ示指１２２の平面部１２０Ｆを対象物６００と接触した状態で示指１２２の姿勢が変化するように移動させる。
【0099】
これにより、情報処理装置３０は、拇指１２１を対象物６００に接触させた状態で、示指１２２の平面部１２０Ｆを対象物６００と接触した状態で示指１２２の姿勢を変化させることで、対象物６００の形状を推定することができる。その結果、情報処理装置３０は、示指１２２の平面部１２０Ｆの姿勢を変化させればよいので、制御を簡単化でき、かつ把持している拇指１２１及び示指１２２のワークスペースを抑制することができる。
【0100】
情報処理装置３０では、推定部３２２は、示指１２２の平面部１２０Ｆにおける対象物６００との接触位置及び示指１２２の姿勢の変化に基づいて、対象物６００の形状を推定する。
【0101】
これにより、情報処理装置３０は、示指１２２の平面部１２０Ｆと対象物６００の接触状態を変化するように、示指１２２の姿勢を変化させることで、対象物６００の形状を推定することができる。その結果、情報処理装置３０は、示指１２２の平面部１２０Ｆにおける接触位置及び姿勢の変化に着目することで、対象物６００の形状を推定する精度を向上させることができる。
【0102】
情報処理装置３０では、動作制御部３２１は、対象物６００を把持したときの示指１２２の接触位置を起点として、対象物６００との接触位置及び示指１２２の姿勢が変化するように、示指１２２を動作させる。
【0103】
これにより、情報処理装置３０は、対象物６００を把持したときの示指１２２の接触位置を起点に、示指１２２の姿勢を変化させることができる。その結果、情報処理装置３０は、示指１２２が対象物６００の表面に接触した状態で示指１２２の姿勢を変更できる可能性が向上するので、推測した対象物６００の形状の精度を向上させることができる。
【0104】
情報処理装置３０では、動作制御部３２１は、拇指１２１及び示指１２２が対象物６００を把持すると、対象物６００を持ち上げる前に、拇指１２１及び示指１２２の少なくとも一方を対象物６００に対する接触位置が変化するように動作させる。
【0105】
これにより、情報処理装置３０は、拇指１２１及び示指１２２が把持している対象物６００を持ち上げる前に、対象物６００の形状を推定することができる。その結果、情報処理装置３０は、示指１２２の姿勢を変化させても、把持している対象物６００が落下することもないので、安全性を向上させることができる。
【0106】
情報処理装置３０では、平面部１２０Ｆは、圧力分布を検出可能な圧力センサ１３が設けられており、推定部３２２は、圧力分布に基づく接触位置と姿勢との関係に基づいて、対象物６００の形状を推定する。
【0107】
これにより、情報処理装置３０は、平面部１２０Ｆの圧力分布に基づいて、対象物６００と示指１２２との接触位置をより一層正確に検出できる。その結果、情報処理装置３０は、示指１２２の平面部１２０Ｆにおける接触位置と姿勢との関係も正確になるので、対象物６００の形状を推定する精度を向上させることができる。
【0108】
情報処理装置３０では、動作制御部３２１は、対象物６００との接触位置及び示指１２２の姿勢が変化させても、平面部１２０Ｆの接触位置に反力が発生するように、示指１２２を動作させる。
【0109】
これにより、情報処理装置３０は、対象物６００と平面部１２０Ｆとの接触位置及び示指１２２の姿勢を変化しても、対象物６００が接触している反力を発生させることができる。その結果、情報処理装置３０は、平面部１２０Ｆと対象物６００との接触状態を維持させることができるので、拇指１２１及び示指１２２の把持状態を維持させることができる。
【0110】
情報処理装置３０では、動作制御部３２１は、起点から方向Ｃ１（第１方向）へ示指１２２の姿勢を変化させ、示指１２２と対象物６００との圧力分布が切り替え条件を満たす場合に、方向Ｃ１とは異なる方向Ｃ２（第２方向）へ示指１２２の姿勢を変化させる。
【0111】
これにより、情報処理装置３０は、対象物６００と示指１２２との接触点を起点とし、方向Ｃ１へ示指の姿勢を変化させても、圧力分布が切り替え条件を満たすと、方向Ｃ２へ示指１２２の姿勢を変化させることができる。その結果、情報処理装置３０は、対象物６００と示指１２２との接触状態を広範囲で確認することができるので、対象物６００の形状を推定する精度をより一層向上させることができる。
【0112】
情報処理装置３０では、動作制御部３２１は、方向Ｃ２へ示指１２２の姿勢を変化させ、示指１２２と対象物６００との圧力分布が終了条件を満たす場合に、示指１２２の姿勢の変化を終了させる。
【0113】
これにより、情報処理装置３０は、方向Ｃ２へ示指１２２の姿勢を変化させても、示指１２２と対象物６００との圧力分布が終了条件を満たすと、示指１２２の姿勢の変化を終了させることができる。その結果、情報処理装置３０は、示指１２２と対象物６００との圧力分布に応じて示指１２２の姿勢の変化を終了させることができるので、対象物６００の形状を効率的に推定することができる。
【0114】
情報処理装置３０では、推定部３２２が推定した対象物６００の形状に基づいて、拇指１２１及び示指１２２の把持位置を決定する決定部３２３をさらに備え、動作制御部３２１は、把持位置で把持するように、拇指１２１及び示指１２２の動作を制御する。
【0115】
これにより、情報処理装置３０は、推定した対象物６００の形状に基づく把持位置を検定し、当該把持位置で拇指１２１及び示指１２２に対象物６００を把持させることができる。その結果、情報処理装置３０は、対象物６００の形状に基づいた把持位置で把持させることで、対象物６００の把持を安定させることができる。
【0116】
情報処理装置３０では、動作制御部３２１は、拇指１２１及び示指１２２が把持位置で対象物６００を把持すると、対象物６００を持ち上げるように、拇指１２１及び示指１２２が設けられたハンドを動作させる。
【0117】
これにより、情報処理装置３０は、対象物６００の形状に基づく把持位置で拇指１２１及び示指１２２に対象物６００を把持した後に、対象物６００をハンド１２０に持ち上げさせることができる。その結果、情報処理装置３０は、対象物６００の形状に基づいた把持位置で把持させた後に持ち上げさせることで、対象物６００を安全に持ち上げさせることができる。
【0118】
情報処理方法は、コンピュータが、拇指１２１及び示指１２２が対象物６００を把持した状態で、拇指１２１及び示指１２２の少なくとも一方を対象物６００に対する接触位置が変化するように動作させること、拇指１２１及び示指１２２の接触位置と姿勢との関係に基づいて、対象物６００の形状を推定すること、を含む。
【0119】
これにより、情報処理方法は、対象物６００を把持している拇指１２１及び示指１２２の少なくとも一方の接触位置を変化するように動作させることで、対象物６００の形状をコンピュータによって推定することができる。その結果、情報処理方法は、把持した対象物６００の形状を容易に推定することができるので、様々な形状の対象物６００を把持させることができる。また、情報処理方法は、拇指１２１及び示指１２２の接触位置と姿勢に基づいて対象物６００の形状を推定できるので、非接触センサ等を用いる必要がなくなり、ハンド１２０のコストを抑制することができる。さらに、情報処理方法は、拇指１２１及び示指１２２の接触位置と姿勢に基づいて対象物６００の形状を推定することで、例えば、透明、不透明等の対象物の性質の影響を抑制することができる。
【0120】
情報処理プログラムは、コンピュータに、拇指１２１及び示指１２２が対象物６００を把持した状態で、拇指１２１及び示指１２２の少なくとも一方を対象物６００に対する接触位置が変化するように動作させること、拇指１２１及び示指１２２の接触位置と姿勢との関係に基づいて、対象物６００の形状を推定すること、実行させる。
【0121】
これにより、情報処理プログラムは、対象物６００を把持している拇指１２１及び示指１２２の少なくとも一方の接触位置を変化するように動作させることで、対象物６００の形状をコンピュータに推定させることができる。その結果、情報処理方法は、把持した対象物６００の形状を容易に推定することができるので、様々な形状の対象物６００を把持させることができる。また、情報処理方法は、拇指１２１及び示指１２２の接触位置と姿勢に基づいて対象物６００の形状を推定できるので、非接触センサ等を用いる必要がなくなり、ハンド１２０のコストを抑制することができる。さらに、情報処理方法は、拇指１２１及び示指１２２の接触位置と姿勢に基づいて対象物６００の形状を推定することで、例えば、透明、不透明等の対象物の性質の影響を抑制することができる。
【0122】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させる動作制御部と、
前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定する推定部と、
を備える情報処理装置。
（２）
前記第２指部は、前記対象物を把持する前記第１指部と対向する部分に設けられた平面部を有し、
前記動作制御部は、前記第１指部が前記対象物に接触した状態を維持し、かつ前記第２指部の前記平面部を前記対象物と接触した状態で前記第２指部の姿勢が変化するように移動させる
前記（１）に記載の情報処理装置。
（３）
前記推定部は、前記第２指部の前記平面部における前記対象物との前記接触位置及び前記第２指部の姿勢の変化に基づいて、前記対象物の形状を推定する
前記（２）に記載の情報処理装置。
（４）
前記平面部は、圧力分布を検出可能な圧力センサが設けられており、
前記推定部は、前記圧力分布に基づく前記接触位置と前記姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定する
前記（２）または（３）に記載の情報処理装置。
（５）
前記動作制御部は、前記対象物を把持したときの前記第２指部の接触位置を起点として、前記対象物との前記接触位置及び前記第２指部の姿勢が変化するように、前記第２指部を動作させる
前記（１）から（４）いずれかに記載の情報処理装置。
（６）
前記動作制御部は、前記第１指部及び前記第２指部が前記対象物を把持すると、前記対象物を持ち上げる前に、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させる
前記（１）から（５）いずれかに記載の情報処理装置。
（７）
前記動作制御部は、前記対象物との前記接触位置及び前記第２指部の姿勢が変化させても、前記平面部の前記接触位置に反力が発生するように、前記第２指部を動作させる
前記（１）から（６）いずれかに記載の情報処理装置。
（８）
前記動作制御部は、前記起点から第１方向へ前記第２指部の姿勢を変化させ、前記第２指部と前記対象物との圧力分布が切り替え条件を満たす場合に、前記第１方向とは異なる第２方向へ前記第２指部の姿勢を変化させる
前記（５）に記載の情報処理装置。
（９）
前記動作制御部は、前記第２方向へ前記第２指部の姿勢を変化させ、前記第２指部と前記対象物との圧力分布が終了条件を満たす場合に、前記第２指部の姿勢の変化を終了させる
前記（８）に記載の情報処理装置。
（１０）
前記推定部が推定した前記対象物の形状に基づいて、前記第１指部及び前記第２指部の把持位置を決定する決定部をさらに備え、
前記動作制御部は、前記把持位置で把持するように、前記第１指部及び前記第２指部の動作を制御する
前記（１）から（４）いずれかに記載の情報処理装置。
（１１）
前記動作制御部は、前記第１指部及び前記第２指部が前記把持位置で前記対象物を把持すると、前記対象物を持ち上げるように、前記第１指部及び前記第２指部が設けられたハンドを動作させる
前記（１）から（１０）いずれかに記載の情報処理装置。
（１２）
コンピュータが、
第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させること、
前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定すること、
を含む情報処理方法。
（１３）
コンピュータに、
第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させること、
前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定すること、
を実行させる情報処理プログラム。
（１４）
第１指部及び第２指部を有するアームと、
第１指部及び第２指部を可動させる駆動部と、
前記駆動部を制御する情報処理装置と、
を備えるロボットであって、
前記情報処理装置は、
前記第１指部及び前記第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を、前記対象物に対する接触位置が変化するように、前記駆動部の制御によって動作させる動作制御部と、
前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定する推定部と、
を備えるロボット。
（１）
第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させる動作制御部と、
前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定する推定部と、
を備える情報処理装置。
（２）
前記第２指部は、前記対象物を把持する前記第１指部と対向する部分に設けられた平面部を有し、
前記動作制御部は、前記第１指部が前記対象物に接触した状態を維持し、かつ前記第２指部の前記平面部を前記対象物と接触した状態で前記第２指部の姿勢が変化するように移動させる
前記（１）に記載の情報処理装置。
（３）
前記推定部は、前記第２指部の前記平面部における前記対象物との前記接触位置及び前記第２指部の姿勢の変化に基づいて、前記対象物の形状を推定する
前記（２）に記載の情報処理装置。
（４）
前記平面部は、圧力分布を検出可能な圧力センサが設けられており、
前記推定部は、前記圧力分布に基づく前記接触位置と前記姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定する
前記（２）または（３）に記載の情報処理装置。
（５）
前記動作制御部は、前記対象物を把持したときの前記第２指部の接触位置を起点として、前記対象物との前記接触位置及び前記第２指部の姿勢が変化するように、前記第２指部を動作させる
前記（１）から（４）いずれかに記載の情報処理装置。
（６）
前記動作制御部は、前記第１指部及び前記第２指部が前記対象物を把持すると、前記対象物を持ち上げる前に、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させる
前記（１）から（５）いずれかに記載の情報処理装置。
（７）
前記動作制御部は、前記対象物との前記接触位置及び前記第２指部の姿勢が変化させても、前記平面部の前記接触位置に反力が発生するように、前記第２指部を動作させる
前記（１）から（６）いずれかに記載の情報処理装置。
（８）
前記動作制御部は、前記起点から第１方向へ前記第２指部の姿勢を変化させ、前記第２指部と前記対象物との圧力分布が切り替え条件を満たす場合に、前記第１方向とは異なる第２方向へ前記第２指部の姿勢を変化させる
前記（５）に記載の情報処理装置。
（９）
前記動作制御部は、前記第２方向へ前記第２指部の姿勢を変化させ、前記第２指部と前記対象物との圧力分布が終了条件を満たす場合に、前記第２指部の姿勢の変化を終了させる
前記（８）に記載の情報処理装置。
（１０）
前記推定部が推定した前記対象物の形状に基づいて、前記第１指部及び前記第２指部の把持位置を決定する決定部をさらに備え、
前記動作制御部は、前記把持位置で把持するように、前記第１指部及び前記第２指部の動作を制御する
前記（１）から（４）いずれかに記載の情報処理装置。
（１１）
前記動作制御部は、前記第１指部及び前記第２指部が前記把持位置で前記対象物を把持すると、前記対象物を持ち上げるように、前記第１指部及び前記第２指部が設けられたハンドを動作させる
前記（１）から（１０）いずれかに記載の情報処理装置。
（１２）
コンピュータが、
第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させること、
前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定すること、
を含む情報処理方法。
（１３）
コンピュータに、
第１指部及び第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を前記対象物に対する接触位置が変化するように動作させること、
前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定すること、
を実行させる情報処理プログラム。
（１４）
第１指部及び第２指部を有するアームと、
第１指部及び第２指部を可動させる駆動部と、
前記駆動部を制御する情報処理装置と、
を備えるロボットであって、
前記情報処理装置は、
前記第１指部及び前記第２指部が対象物を把持した状態で、前記第１指部及び前記第２指部の少なくとも一方を、前記対象物に対する接触位置が変化するように、前記駆動部の制御によって動作させる動作制御部と、
前記第１指部及び前記第２指部の前記接触位置と姿勢との関係に基づいて、前記対象物の形状を推定する推定部と、
を備えるロボット。
【符号の説明】
【0123】
１０ センサ部
１１ 撮像部
１２ 状態センサ
１３ 圧力センサ
２０ 駆動部
３０ 情報処理装置
３１ 記憶部
３２ 制御部
４０ 通信部
１００ ロボット
１２０ ハンド
１２１ 拇指（第１指部）
１２２ 示指（第２指部）
３１１ 圧力情報
３１２ 姿勢情報
３２１ 動作制御部
３２２ 推定部
３２３ 決定部
３２４ 認識部
１１ 撮像部
１２ 状態センサ
１３ 圧力センサ
２０ 駆動部
３０ 情報処理装置
３１ 記憶部
３２ 制御部
４０ 通信部
１００ ロボット
１２０ ハンド
１２１ 拇指（第１指部）
１２２ 示指（第２指部）
３１１ 圧力情報
３１２ 姿勢情報
３２１ 動作制御部
３２２ 推定部
３２３ 決定部
３２４ 認識部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】