特開 2024-132702 把持制御方法、把持制御装置、およびプログラム。

(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】P2024132702

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】把持制御方法、把持制御装置、およびプログラム。

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20240920BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023043586

(22)【出願日】2023-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100194087

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 伸一

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 忠明

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707ES05

3C707ES07

3C707HT04

3C707JT10

3C707KS31

3C707KS33

3C707KS36

3C707KT01

3C707KT06

3C707KW03

3C707KX08

3C707LV06

3C707LV18

(57)【要約】

【課題】物体を落とすことなく手のひら方向に外力が働き、理想的なパワー把持に遷移させることができる把持制御方法、把持制御装置、およびプログラムを提供することを目的とする。
【解決手段】把持制御方法は、複数の指を有するエンドエフェクタの指先で物体を把持する第１把持工程と、エンドエフェクタの所定箇所に仮想的な接触点を設定し、仮想的な接触点とエンドエフェクタの指の接触点の力のつり合いを算出する工程と、算出した力に基づいて指それぞれのトルク制御を行う第２把持工程と、を含む。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の指を有するエンドエフェクタの指先で物体を把持する第１把持工程と、
前記エンドエフェクタの所定箇所に仮想的な接触点を設定し、前記仮想的な接触点と前記エンドエフェクタの指の接触点の力のつり合いを算出する工程と、
算出した力に基づいて前記指それぞれのトルク制御を行う第２把持工程と、
を含む把持制御方法。

【請求項2】

前記第１把持工程に比べて前記第２把持工程における関節角度制御ゲインを小さくする、
請求項１に記載の把持制御方法。

【請求項3】

前記第１把持工程では、
初期把持位置を前記物体の中心線を越えた位置に設定し、
前記エンドエフェクタの指先を前記物体に近づけ、前記エンドエフェクタの指先の移動方向において前記物体の中心線を越えた後、把持を行う前記エンドエフェクタの指先を閉じ始める、
請求項１または請求項２に記載の把持制御方法。

【請求項4】

前記第２把持工程では、
前記物体の把持が完了した後、前記仮想的な接触点を実際の接触点に変更する、
請求項１または請求項２に記載の把持制御方法。

【請求項5】

前記第１把持工程と前記第２把持工程における制約条件は、
前記物体の表面上で摩擦力が、摩擦係数を考慮した時の限界を超えない、
請求項１または請求項２に記載の把持制御方法。

【請求項6】

複数の指を有するエンドエフェクタの指先で物体を把持させる制御部と、
前記エンドエフェクタの所定箇所に仮想的な接触点を設定する設定部と、
前記仮想的な接触点と前記エンドエフェクタの指の接触点の力のつり合いを算出する算出部と、
算出した力に基づいて前記指それぞれのトルク制御を行うトルク制御部と、
を備える把持制御装置。

【請求項7】

複数の指を有するエンドエフェクタの指先で物体の把持を制御する把持制御装置のコンピュータに、
前記物体を把持させ、
前記エンドエフェクタの所定箇所に仮想的な接触点を設定させ、
前記仮想的な接触点と前記エンドエフェクタの指の接触点の力のつり合いを算出させ、
算出した力に基づいて前記指それぞれのトルク制御を行わせる、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、把持制御方法、把持制御装置、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えばエンドエフェクタで物体を把持する方法には、パワー把持（power grasp）と、指先を使う精密把持（precision grasp）がある。パワー把持では指先だけでなく、手のひらや指腹など多くの接触によって成立している。
従来、パワー把持の制御では、指の根元軸から閉じていき、接触したら止める方法などが用いられてきた（例えば特許文献１参照）。

【0003】

なお、人間の手のひらが柔らかいため、物体に密着することが容易である。これに対して、一般的に、ロボットのエンドエフェクタは、人間の手のひらより硬く、人間の手のひらより平らな部分が多く、関節の数も人間より少ない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－１１２６５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、人間の手の構造とエンドエフェクタの構造の違い等により、エンドエフェクタでパワー把持する場合は、物体に安定して接触を保つことが困難であった。
このため、従来技術では、図１２のように、立たせているものを持つ場合（符号ｇ９００）に比較的有効だが、横に置かれている場合（符号ｇ９１０）に物体を拾い上げるに指が床と干渉してしまい、うまく適用できなかった。図１２は、物体が立っている場合の把持と、物体が横に置かれている場合の把持の例を示す図である。

【0006】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、物体を落とすことなく手のひら方向に外力が働き、理想的なパワー把持に遷移させることができる把持制御方法、把持制御装置、および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】

（１）上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る把持制御方法は、複数の指を有するエンドエフェクタの指先で物体を把持する第１把持工程と、前記エンドエフェクタの所定箇所に仮想的な接触点を設定し、前記仮想的な接触点と前記エンドエフェクタの指の接触点の力のつり合いを算出する工程と、算出した力に基づいて前記指それぞれのトルク制御を行う第２把持工程と、を含む把持制御方法である。

【0008】

（２）（１）の把持制御方法において、前記第１把持工程に比べて前記第２把持工程における関節角度制御ゲインを小さくするようにしてもよい。

【0009】

（３）（１）または（２）の把持制御方法において、前記第１把持工程では、初期把持位置を前記物体の中心線を越えた位置に設定し、前記エンドエフェクタの指先を前記物体に近づけ、前記エンドエフェクタの指先の移動方向において前記物体の中心線を越えた後、把持を行う前記エンドエフェクタの指先を閉じ始めるようにしてもよい。

【0010】

（４）（１）から（３）のうちのいずれか１つの把持制御方法において、前記第２把持工程では、前記物体の把持が完了した後、前記仮想的な接触点を実際の接触点に変更するようにしてもよい。

【0011】

（５）（１）から（４）のうちのいずれか１つの把持制御方法において、前記第１把持工程と前記第２把持工程における制約条件は、前記物体の表面上で摩擦力が、摩擦係数を考慮した時の限界を超えないようにしてもよい。

【0012】

（６）上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る把持制御装置は、複数の指を有するエンドエフェクタの指先で物体を把持させる制御部と、前記エンドエフェクタの所定箇所に仮想的な接触点を設定する設定部と、前記仮想的な接触点と前記エンドエフェクタの指の接触点の力のつり合いを算出する算出部と、算出した力に基づいて前記指それぞれのトルク制御を行うトルク制御部と、を備える把持制御装置である。

【0013】

（７）上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るプログラムは、複数の指を有するエンドエフェクタの指先で物体の把持を制御する把持制御装置のコンピュータに、前記物体を把持させ、前記エンドエフェクタの所定箇所に仮想的な接触点を設定させ、前記仮想的な接触点と前記エンドエフェクタの指の接触点の力のつり合いを算出させ、算出した力に基づいて前記指それぞれのトルク制御を行わせる、プログラムである。

【発明の効果】

【0014】

（１）～（７）によれば、物体を落とすことなく手のひら方向に外力が働き、理想的なパワー把持に遷移させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態に係る仮想接触点の例を示す図である。

【図2】多指を備えるエンドエフェクタの例を示す図である。

【図3】エンドエフェクタの関節の例を示す図である。

【図4】実施形態に係る把持制御システムの構成例を示す図である。

【図5】実施形態に係る仮想接触点の一例を示す図である。

【図6】把持の初期目標位置の例を示す図である。

【図7】実施形態に係る把持制御方法で物体を把持する例を示す図である。

【図8】実施形態に係る把持制御方法で物体を把持する例を示す図である。

【図9】実施形態に係る把持制御方法で物体を把持する例を示す図である。

【図10】実施形態に係る把持制御方法で物体を把持する例を示す図である。

【図11】実施形態に係る把持制御装置が行う制御手順例のフローチャートである。

【図12】物体が立っている場合の把持と、物体が横に置かれている場合の把持の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
また、本願でいう「ＸＸに基づいて」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づいて」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。

【0017】

（概要）
従来技術を用いて、指部が物体に接触する接触点にかかる力の重心となる点で、力が釣り合うようにした場合は、把持した状態で釣り合うことができても、精密把持からパワー把持に遷移するまでが難しかった。
このため、本実施形態では、仮想的な接触点（以下、「仮想的な接触点」を「仮想接触点」ともいう）を設定することで、物体を手のひらの方向へ近づけていくような動作を生成するようにした。なお、仮想接触点は、図１のように、例えば手のひらの内側の表面上の真ん中に、物体が接触しているかのように接触点を設定する。図１は、本実施形態に係る仮想接触点の例を示す図である。図１において、点ｇ１１とｇ１２点が、指部と物体との接触点であり、点ｇ２１が仮想接触点である。なお、図１の仮想接触点の位置は一例であり、この位置に限らない。また、仮想接触点の設定方法については、後述する。
なお、本実施形態では、例えば、大まかな作業の指示を操作者が行い、操作制御装置が仮想接触点の設定や各指の把持力の計算や分配を行って把持制御を行い、作業をサポートする。

【0018】

（エンドエフェクタ）
多指を備えるエンドエフェクタ１０の例を説明する。
図２は、多指を備えるエンドエフェクタの例を示す図である。なお、図２では、指が４つの例を示しているが、指の数はこれに限らず、例えば２つや３つであってもよく、５つ以上であってもよい。
指先には、例えば、６軸センサである力覚センサ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が取り付けられている。
また、指の腹、手のひら等には、触覚センサ１３が取り付けられている。

【0019】

図３は、エンドエフェクタの関節の例を示す図である。
図３の示す例のエンドエフェクタ１０は、例えばワイヤ駆動により制御され、４指１１、自由度１６関節の構造体である（参考文献１参照）。
なお、図２に示したセンサの取り付け位置や個数や大きさ等は一例であり、これに限らない。また、図３に示した自由度や関節の数は一例であり、これに限らない。

【0020】

参考文献１；Tadaaki Hasegawa, Hironori Waita, et al, “Powerful and dexterous multi-finger hand using dynamical pulley mechanism”, 2022 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), p707-713, 2022

【0021】

図４は、本実施形態に係る把持制御システムの構成例を示す図である。図４のように、把持制御システム１は、例えば、エンドエフェクタ１０と、把持制御装置２と、操作入力部３と、環境センサ４を備える。
エンドエフェクタ１０は、例えば、指部１１と、力覚センサ１２と、触覚センサ１３と、アクチュエータ１４と、制御部１５と、通信部１６を備える。なお、エンドエフェクタ１０は、例えば手の甲等に撮影部を備えていてもよい。
把持制御装置２は、例えば、取得部２１と、設定部２２と、算出部２３と、トルク制御部２４と、通信部２５と、記憶部２６と、制御部２７を備える。

【0022】

操作入力部３は、例えばデータグローブであり、操作者の手に装着される。操作入力部３は、操作者が捜査した結果を検出して把持制御装置２に出力する。

【0023】

環境センサ４は、例えば、深度情報Ｄも測定可能なＲＧＢ（赤緑青）Ｄ撮影装置である。環境センサ４は、例えば、物体やエンドエフェクタ１０を撮影可能な範囲に設置される。環境センサ４は、複数であってもよい。

【0024】

エンドエフェクタ１０は、例えば図２のような４つの指部１１を備える多指ハンドである。なお、エンドエフェクタ１０は、不図示のアームに接続されている。

【0025】

力覚センサ１２は、例えば、圧センサ、または複数の向きに作用する力やトルクの大きさをリアルタイムに計測することのできる６軸力覚センサ（６ＡＦ ｓｅｎｓｏｒ）であってもよい。

【0026】

触覚センサ１３は、例えば、人間の手などに備わっている触覚が感じとる情報を検出し、電気信号に変換する触覚センサ（Ｔａｃｔｉｌｅ ｓｅｎｓｏｒ）である。

【0027】

アクチュエータ１４は、エンドエフェクタ１０の各関節を制御部１５の制御に応じて駆動する。

【0028】

制御部１５は、各センサが検出した検出値を、通信部１６を介して把持制御装置２に送信する。制御部１５は、通信部１６を介して、把持制御装置２が送信した制御情報を取得する。

【0029】

通信部１６は、制御部１５が出力する情報を把持制御装置２に送信する。通信部１６は、把持制御装置２が送信した制御情報を受信し、受信した制御情報を制御部１５に出力する。

【0030】

取得部２１は、力覚センサ１２の検出値を装置の状態量（ハンドの関節角など）として取得する。取得部２１は、環境センサ４が撮影した画像（含む深度情報）を取得し、取得した画像に含まれる情報に対して画像処理を行って、操作対象物体の状態量（対象物体の位置姿勢など）を取得する。

【0031】

設定部２２は、仮想接触点を、例えば手のひらに設定する。

【0032】

算出部２３は、仮想接触点と指部１１の接触点の力のつり合いを算出する。

【0033】

トルク制御部２４は、トルク制御を行う。

【0034】

通信部２５は、エンドエフェクタ１０と情報の送受信を行う。

【0035】

記憶部２６は、例えば、把持制御装置２が使用するプログラム、数式、閾値等を記憶する。記憶部２６は、センサ（力覚センサ１２、触覚センサ１３）が取り付けられている位置を記憶する。

【0036】

制御部２７は、把持開始時に操作入力部３からの指示に基づいて、エンドエフェクタ１０の指部１１の指先を、物体に近づけていくように指令情報を生成する。制御部２７は、生成した制御情報を、通信部２５を介してエンドエフェクタ１０へ出力する。

【0037】

（仮想接触点）
次に、仮想接触点について説明する。
図５は、本実施形態に係る仮想接触点の一例を示す図である。符号ｇ１００は物体を上から見た図であり、符号ｇ１５０は物体を横から見た図である。
符号ｇ１２１は、把持中心点である。
符号ｇ１３１は第１の指部１１（例えば人差し指）、符号ｇ１３２は第２の指部１１（例えば中指）、符号ｇ１３３は第３の指部１１（例えば親指）である。
符号ｇ１４１は第１の指部１１による力ｆ１、符号ｇ１４２は第２の指部１１による力ｆ２、符号ｇ１４３は第３の指部１１による力ｆ３である。

【0038】

把持中心点ｇ１２１は、例えば特願２０２１－０６０６６２号に記載のように、把持タクソノミー（例えば参考文献２参照）に応じた位置であり、把持する指部１１による力ｇ１４１～ｇ１４３の釣り合いが取れる位置である。

【0039】

参考文献２；Thomas Feix, Javier Romero,他,“The GRASP Taxonomy of Human GraspTypes” IEEE Transactions on Human-Machine Systems ( Volume: 46, Issue: 1, Feb.2016),IEEE,p66-77

【0040】

本実施形態では、力の釣り合いを計算する点である把持中心点の代わりに仮想接触点ｇ１５１を用いる。なお、本実施形態で用いる仮想接触点は、力の釣り合いに関係する複数の接触点の１つである。そして、本実施形態では、この仮想接触点を、実際に接触していないが接触していると仮定して、把持中心点周りの力の釣り合いを考えるようにした。そして、把持制御装置２は、仮想接触点と指部の接触点の力ｇ１６１～ｇ１６３のつり合いを算出する。換言すると、指部の接触点の力ｇ１６１～ｇ１６３に働く力が、仮想接触点でつりあうようにする。より具体的には、仮想接触点におこる指先にかかる力の合力が、物体の重力または外力と釣り合うように各力を、制約条件付きの二次計画法に相当する式を用いて解く。制約条件は、例えば、物体の表面上で摩擦力が、摩擦係数を考慮した時の限界を超えないこと、すなわち、把持したときに滑って物体が落ちないことである。この制約条件の下、仮想接触点（仮想的な把持中心）において、指部１１の力の総和がゼロになる式をコスト関数とし、仮想接触点での誤差が最小となるように、各指部１１の把持力を決める。

【0041】

準静的な条件下では、各指の接触点にかかる力と物体にかかる力の間に次式（１）の力の均衡が成立する必要がある。

【0042】

【数1】

【0043】

式（１）において、ｗ_ｅｘｔは物体に作用する外力（重力も含む）、Ｇ^ｔは各接点と法線から計算した把持行列、ｆは各接点の力をまとめたベクトルである。
各接触点での力ｆ_ｉについては、並進力のみが摩擦力として作用する接触モデルを用いると、次式（２）、次式（３）の摩擦限界モデルが成立することになる。なお、ｆ_ｉｘ、ｆ_ｉｙ、ｆ_ｉｚは各軸のｉ番目の把持力を表す。

【0044】

【数2】

【0045】

【数3】

【0046】

この制約のもとで、想定される把持法線力とし、次式（４）の評価関数を最小化するｆ_ｎを例えばガウス・ザイデル法で求める。なお、Ｃはコスト関数である。ｆ_ｎは把持力の大きさを決める設定値であり、例えば、物体の重さに応じて予め決めてもよく、または作業内容に応じて操作者が指示するようにしてもよい。

【0047】

【数4】

【0048】

なお、力の釣り合いの算出において、特願２０２１－０６０６６２号と同様に、把持可能領域を求め、求めた把持可能領域で把持させるようにアシストするようにしてもよい。

【0049】

なお、物体の重さや大きさは、既知であってもよく、操作者が入力してもよく、例えば一度エンドエフェクタ１０で把持させて、エンドエフェクタ１０が備えるセンサの検出値に基づいて求めるようにしてもよい。なお、物体の大きさは、エンドエフェクタ１０で把持可能な大きさであればよい。

【0050】

なお、仮想接触点は、手のひらの中央部の例を説明したが、仮想接触点は、実際に物体が接触している点ではないため、例えば、手のひら内の箇所であるが、例えば指部の腹等であってもよい。

【0051】

把持制御装置２は、指先と物体が接触している点に、このように算出した力（把持力）を発生させる。なお、把持開始から把持完了時において、把持制御装置２は、指部１１を物体に接触させに行くときの関節角度と比べて小さくする（＝指部１１の関節角度の制御ゲインを小さくする）。すなわち、関節角度の指令値と、実測値とがずれていてもよい。
なお、一般的には関節角の実測値がフォードバックされ、目標値との誤差を減らすように関節のトルクを増やすように制御する。これに対して、本実施形態では、ズレに対して制御するトルク値を通常より小さくする。そして、把持制御装置２は、初期把持状態から、把持力を調整して把持を完了させる。なお、パワー把持が完了した後の制御では、関節角度の指令値が変化しない。

【0052】

最終的には、物体が、例えば手のひらに接触して把持が完了する。この時点で、手のひら側の接触点が決まるので、把持完了時の各指部１１の力の合力は、実際の接触点で釣り合いの取れた物となる。なお、把持完了時、手のひらの多点と接触していてもよい。また、把持制御装置２は、例えば、エンドエフェクタ１０が備えるセンサの検出値によって、所望の箇所が接触した場合に把持完了であると判断する。

【0053】

また、把持の初期目標位置は、図６のように、物体が球体であり床に置かれている場合、例えば矢印ｇ１８２のように直径ｇ１８１より下側（床側）である。符号ｇ１８３は、エンドエフェクタ１０を物体に近づけていく方向を示している。図６は、把持の初期目標位置の例を示す図である。

【0054】

このように、本実施形態では、物体の把持を行う際、まず、エンドエフェクタ１０を物体に近づけていく。この際、初期把持位置は、物体の中心線ｇ１８１を越えた位置とする。把持制御装置２は、指先の移動方向ｇ１８３において物体の中心線ｇ１８１を越えた後、把持を行うエンドエフェクタ１０の指先を目標値で把持するように閉じ始める。なお、把持制御装置２は、物体の中心線ｇ１８１を越えたか否かを、例えば環境センサ４の検出値によって判断する。

【0055】

（把持操作の例）
次に、把持操作の例を図７～図１０を用いて説明する。
図７～図１０は、本実施形態に係る把持制御方法で物体を把持する例を示す図である。図７～図１０において、符号ｇ２００～ｇ２３０は制御画面例であり、符号ｇ３００～ｇ３３０はエンドエフェクタ１０の動作状態例である。なお、ゴールは、エンドエフェクタ１０が、物体をパワー把持した状態である。このため、把持開始時の仮想ゴールが仮想接触点に接触であり、実際のゴールがパワー把持を完了する時点である。

【0056】

（時刻ｔ１）精密把持では、一般的に球面上の対向する頂点の位置を目標点にするが、物体がテーブル等に置かれていて上から把持するため、把持制御装置２は、図７のように、テーブル上の対象物を、一定距離指とテーブルが離れた状態で対象物を“深めの精密把持”をするように制御する。なお、この時点では、図７のように、まだ手のひらは、物体に接触していない。

【0057】

（時刻ｔ２）把持制御装置２は、図８のように、指部１１が物体に接触するように、指先に目標値の力（ｇ２１１、ｇ２１２）を指示する。

【0058】

（時刻ｔ３）把持制御装置２は、物体の把持を開始する。図９において、符号ｇ２２２、ｇ２２３は実際の力（実測値）である。符号ｇ２２４、ｇ２２５は指令値である。符号ｇ２２１は仮想接触点である。符号ｇ２２６は、仮想接触点に働く仮想的な力であり、実際に接触していないので逆向きに物体に力がかかる。

【0059】

（時刻ｔ４）把持制御装置２は、物体の把持を完了する。図１０において、符号ｇ２３１は、把持完了時の実際の接触点である。

【0060】

（把持操作処理手順）
次に、把持制御装置２が行う制御手順例を説明する。
図１１は、本実施形態に係る把持制御装置が行う制御手順例のフローチャートである。

【0061】

（ステップＳ１）把持制御装置２は、操作入力部３から操作指示を取得する。把持制御装置２は、環境センサ４から例えば画像を取得する（第１把持工程）。

【0062】

（ステップＳ２）把持制御装置２は、取得した情報に基づいて、物体にエンドエフェクタ１０に近づけていく（第１把持工程）。

【0063】

（ステップＳ３）把持制御装置２は、指先の位置が物体の中心線を越えたか否かを判別する（第１把持工程）。把持制御装置２は、指先の位置が物体の中心線を越えた場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、ステップＳ４の処理に進める。把持制御装置２は、指先の位置が物体の中心線を越えていない場合（ステップＳ３；ＮＯ）、ステップＳ２に処理を戻す。

【0064】

（ステップＳ４）把持制御装置２は、物体の中心線ｇ１８１を越えた後、把持を行うエンドエフェクタ１０の指先を目標値で把持するように閉じ始める（第１把持工程）。

【0065】

（ステップＳ５）把持制御装置２は、仮想接触点を、例えばエンドエフェクタ１０の手のひらに設定する。

【0066】

（ステップＳ６）把持制御装置２は、仮想接触点を含む力の釣り合いを算出、すなわち各指部１１の把持力を算出する。

【0067】

（ステップＳ７）把持制御装置２は、トルク制御を行う（第２把持工程）。なお、把持制御装置２は、把持の最終、関節角度制御ゲイン（トルク）を小さくすることで、動きに合わせて指がなじむように制御する。

【0068】

（ステップＳ８）把持制御装置２は、例えば触覚センサ１３の検出値に基づいて、把持が完了したか否かを判別する（第２把持工程）。把持制御装置２は、把持が完了した場合（ステップＳ８；ＹＥＳ）、処理を終了する。把持制御装置２は、把持が完了していない場合（ステップＳ８；ＮＯ）、ステップＳ７に処理を戻す。

【0069】

以上のように、本実施形態では、指が床面に当たらない程度で深めの精密把持を行い、手のひらに仮想接触点を与えることで、仮想接触点を含む力の釣り合いを算出するようにした。そして、本実施形態では、実際に接触している点にのみ把持力を発生させるようにした。本実施形態では、この際に関節角度制御ゲインを小さくすることで、動きに合わせて指がなじむようにした。

【0070】

これにより、本実施形態によれば、物体を落とすことなく手のひら方向に外力が働き、理想的なパワー把持に遷移させることができる。

【0071】

なお、上述した把持は、物体を上から把持する例を説明したが、図１２の符号ｇ９００のように、円柱の物体がテーブル等に置かれている場合に把持する場合にも適用可能である。

【0072】

なお、本発明における把持制御装置２の機能の全てまたは一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより把持制御装置２が行う処理の全てまたは一部を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

【0073】

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【0074】

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0075】

１…把持制御システム、１０…エンドエフェクタ、２…把持制御装置、３…操作入力部、４…環境センサ、１１…指部、１２…力覚センサ、１３…触覚センサ、１４…アクチュエータ、１５…制御部、１６…通信部、２１…取得部、２２…設定部、２３…算出部、２４…トルク制御部、２５…通信部、２６…記憶部、２７…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】