KR20200133337A - 제어 장치, 제어 방법, 및 프로그램 - Google Patents

Abstract

접촉부와 물체가 접촉하였을 때의 파지력을 적절하게 제어하는 것이 가능한, 제어 장치, 제어 방법, 및 프로그램을 제안한다. 접촉부에 배치되어 있는 촉각 센서에 의한 센싱 결과와, 상기 접촉부에 배치되어 있는 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하는, 상기 접촉부와 물체가 접촉하였을 때의 접촉력에 따라서 상기 접촉부와 관련된 파지력을 제어하는 파지 제어부를 구비하는, 제어 장치.

Description

제어 장치, 제어 방법, 및 프로그램

본 개시는, 제어 장치, 제어 방법, 및 프로그램에 관한 것이다.

종래, 물체를 파지하기 위한 구조(예를 들어, 로봇 핸드나 그리퍼 등)를 갖는 기계가 각종 제안되어 있다.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는, 로봇 핸드의 소정의 관절부에 배치되어 있는 복수의 압력 검출 소자를 사용하여, 물체와의 접촉을 검출하는 기술이 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2009-66714호 공보

그러나 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 압력 검출 소자에 의한 센싱 결과만을 사용하여, 로봇 핸드와 물체의 접촉 시의 접촉력을 산출한다. 이 때문에, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 당해 접촉력의 산출의 정밀도에 관하여 개선의 여지가 있다.

그래서 본 개시에서는, 접촉부와 물체가 접촉하였을 때의 파지력을 적절하게 제어하는 것이 가능한, 신규이면서도 개량된 제어 장치, 제어 방법, 및 프로그램을 제안한다.

본 개시에 의하면, 접촉부에 배치되어 있는 촉각 센서에 의한 센싱 결과와, 상기 접촉부에 배치되어 있는 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하는, 상기 접촉부와 물체가 접촉하였을 때의 접촉력에 따라서, 상기 접촉부와 관련된 파지력을 제어하는 파지 제어부를 구비하는, 제어 장치가 제공된다.

또한, 본 개시에 의하면, 접촉부에 배치되어 있는 촉각 센서에 의한 센싱 결과와, 상기 접촉부에 배치되어 있는 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하는, 상기 접촉부와 물체가 접촉하였을 때의 접촉력에 따라서, 프로세서가, 상기 접촉부와 관련된 파지력을 제어하는 것을 포함하는, 제어 방법이 제공된다.

또한, 본 개시에 의하면, 컴퓨터를, 접촉부에 배치되어 있는 촉각 센서에 의한 센싱 결과와, 상기 접촉부에 배치되어 있는 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하는, 상기 접촉부와 물체가 접촉하였을 때의 접촉력에 따라서, 상기 접촉부와 관련된 파지력을 제어하는 파지 제어부로서 기능시키기 위한 프로그램이 제공된다.

이상 설명한 바와 같이 본 개시에 따르면, 접촉부와 물체가 접촉하였을 때의 파지력을 적절하게 제어할 수 있다. 또한, 여기에 기재된 효과는 반드시 한정되는 것은 아니며, 본 개시 중에 기재된 어느 효과여도 된다.

도 1은 본 개시의 제1 실시 형태에 관한 로봇(10)의 물리 구성의 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 접촉력 특정부(110)의 상세한 구성의 일례를 나타낸 블록도이다.
도 4는 제1 실시 형태에 관한 처리의 흐름의 예를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 개시의 제2 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 개시의 제3 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 개시의 제4 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 개시의 제5 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 개시의 제6 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 개시의 제7 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 개시의 제8 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다.
도 12는 본 개시의 제9 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 개시의 적합한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.

또한, 본 명세서 및 도면에서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 복수의 구성 요소를, 동일한 부호의 뒤에 다른 알파벳을 붙여 구별하는 경우도 있다. 예를 들어, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 복수의 구성 요소를, 필요에 따라서 파지부(104a) 및 파지부(104b)와 같이 구별한다. 단, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 복수의 구성 요소 각각을 특별히 구별할 필요가 없는 경우, 동일 부호만을 붙인다. 예를 들어, 파지부(104a) 및 파지부(104b)를 특별히 구별할 필요가 없는 경우에는, 단순히 파지부(104)라고 칭한다.

또한, 이하에 나타내는 항목 순서에 따라서 당해 「발명을 실시하기 위한 구체적인 내용」을 설명한다.

1. 배경

2. 제1 실시 형태

3. 제2 실시 형태

4. 제3 실시 형태

5. 제4 실시 형태

6. 제5 실시 형태

7. 제6 실시 형태

8. 제7 실시 형태

9. 제8 실시 형태

10. 제9 실시 형태

11. 변형예

<<1. 배경>>

본 개시는, 일례로서 「2. 제1 실시 형태」 내지 「10. 제9 실시 형태」에서 상세하게 설명하는 바와 같이, 다양한 형태로 실시될 수 있다. 먼저, 본 개시의 특징을 명확하게 나타내기 위해, 본 개시의 각 실시 형태에 관한 로봇(10)을 창작하기에 이른 배경에 대해 설명한다.

종래, 핸드부(예를 들어, 로봇 핸드나 그리퍼 등)를 사용하여 물체를 파지하는 기술이 각종 제안되어 있다. 이러한 기술에서는, 핸드부가 물체를 파지할 때의 파지력이 적절하게 설정될 필요가 있다. 예를 들어, 물체를 미끄러져 떨어뜨리지 않고, 또한 당해 물체를 쥐어 찌부러뜨리지 않는 범위 내의 힘이 파지력으로서 설정될 필요가 있다.

또한, 공장의 조립 라인 등에서 취급되는 물체는, 예를 들어 형상, 질량, 및 마찰 계수 등을 알고 있는 경우가 많으므로, 통상, 당해 물체에 따른 적절한 파지력을 설정하는 것이 용이한 경우가 많다. 한편, 예를 들어 가정이나 병원 등의 임의의 환경 내에 위치하는 다종다양한 물체에 관해서는, 통상, 개개의 물체의 형상, 질량, 또는 마찰 계수를 모르는 경우가 많으므로, 적절한 파지력을 설정하는 것이 곤란하다.

이 과제를 해결하기 위해, 예를 들어 압력 분포 센서를 핸드부의 선단(손가락 끝)에 배치하고, 그리고 파지 대상의 물체와 당해 손가락 끝의 상대적인 어긋남(이하에서는 「미끄럼」이라고도 칭함)이 발생하였을 때 변화되는 CoP(Center Of Pressure)를 계측하고, 그리고 당해 계측 결과에 기초하여 파지력을 증대시키는 기술이 제안되어 있다.

그러나 압력 분포 센서의 특성상, 접촉 상태나 센서의 정밀도, 공간 분해능, 및 다이내믹 레인지 등에 제약이 있기 때문에, 이 기술에서는, 접촉력의 산출 정밀도가 낮다. 그리고 접촉력의 산출 정밀도가 낮기 때문에, 이 기술에서는, 미끄럼에 관해서도 정확하게 검출하기 어렵다.

그래서 상기 사정을 하나의 착안점으로 하여, 각 실시 형태에 관한 로봇(10)을 창작하기에 이르렀다. 각 실시 형태에 관한 로봇(10)은, 파지부(104)에 배치되어 있는 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과와, 파지부(104)에 배치되어 있는 역각 센서(108)에 의한 센싱 결과에 기초하여, 파지부(104)와 물체가 접촉하였을 때의 접촉력을 산출한다. 이와 같이 각 실시 형태에 의하면, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과와, 역각 센서(108)에 의한 센싱 결과의 양쪽을 사용하므로, 파지부(104)와 물체의 접촉 시의 접촉력을 보다 고정밀도로 산출할 수 있다.

각 실시 형태에 관한 로봇(10)은, 본 개시에 관한 제어 장치의 일례이다. 각 실시 형태에 있어서, 로봇(10)은, 전기적 및/또는 자기적인 작용을 사용하여 행동(예를 들어, 파지 등) 가능한 장치(기계)일 수 있다. 예를 들어, 로봇(10)은, 이동식 또는 고정식 매니퓰레이션 장치여도 된다. 또는, 로봇(10)은, 휴머노이드 로봇, 펫 로봇, 각종 산업용 기계, 탈것(예를 들어, 자동 운전차, 선박, 또는 비행체(예를 들어, 드론 등)), 또는 완구 등이어도 된다. 이하, 각 실시 형태의 내용에 대해 순차 상세하게 설명한다.

<<2. 제1 실시 형태>>

<2-1. 물리 구성>

다음으로, 본 개시에 관한 제1 실시 형태에 대해 설명한다. 먼저, 제1 실시 형태에 관한 로봇(10)의 물리 구성에 대해, 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 로봇(10)은, 적어도 하나의 파지부(104)와, 파지부(104)를 구동시키는 액추에이터(130)를 가질 수 있다. 또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 파지부(104)의 표면의 전체 또는 일부에는 촉각 센서(106)가 배치될 수 있다. 또한, 예를 들어 액추에이터(130)의 배치 영역 내에 역각 센서(108)가 배치될 수 있다.

{2-1-1. 파지부(104)}

파지부(104)는, 본 개시에 관한 접촉부의 일례이다. 파지부(104)는, 외부의 물체(도 1에 나타낸 예에서는 물체(20))를 파지 가능한 구조를 갖는다. 도 1에 나타낸 예에서는, 파지부(104)가 로봇 손가락인 예를 나타내고 있지만, 제1 실시 형태는 이러한 예에 한정되지 않는다. 물체를 파지 가능한 구조라면, 파지부(104)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 로봇(10)은, 하나 이상의 로봇 암(도시 생략)을 가져도 된다. 이 경우, 파지부(104)는, 핸드부(예를 들어, 로봇 핸드, 그리퍼, 또는 엔드 이펙터 등)로서, 당해 로봇 암의 선단에 배치되어 있어도 된다. 또는, 로봇(10)은 복수의 다리부를 가져도 된다. 이 경우, 파지부(104)는, 당해 복수의 다리부 중 하나의 선단부(예를 들어, 발부 등)로서 배치되어 있어도 된다.

{2-1-2. 촉각 센서(106)}

촉각 센서(106)는, 물체와의 접촉 시에, 당해 물체와의 접촉 위치(예를 들어, 접촉 중심 위치 등), 및 개개의 접촉점(이하에서는, 접촉 개소라고 칭하는 경우도 있음)의 총 수를 측정 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 촉각 센서(106)는, 압력 분포 센서, 1축력 센서 어레이, 3축력 센서 어레이, Vision 센서, 또는 레이저를 사용한 센서 등이어도 된다. 여기서, 압력 분포 센서는, 복수의 압력 검출 소자가 Array 상에 배치되어 있는 센서일 수 있다. 그리고 압력 분포 센서는, 당해 복수의 압력 검출 소자의 각각에 가해지는 압력을 검출함으로써, 물체와의 접촉을 센싱할 수 있다. 또한, Vision 센서는, 물체와의 접촉에 의해 발생하는 센서 표면의 재료의 변형을 카메라로 계측함으로써 물체와의 접촉을 센싱할 수 있다. 또한, 레이저를 사용한 센서는, 센서 표면과 물체의 접촉의 유무를, 레이저를 사용함으로써 센싱할 수 있다.

이 촉각 센서(106)는, 각 접촉점 사이의 접촉력 강도비를 또한 계측 가능해도 된다. 여기서, 접촉력은, 물체와 접촉한 점에서 발생하는 힘일 수 있다. 또는, 촉각 센서(106)는, 각 접촉점에서의 법선력, 및/또는 각 접촉점에서의 전단력의 절댓값을 또한 계측 가능해도 된다.

또한, 촉각 센서(106)는, 센싱 결과(예를 들어, 접촉점의 총 수, 각 접촉점의 위치 정보, 및 각 접촉점 사이의 접촉력 강도비 등)를 접촉력 특정부(110) 및 미끄럼 검출부(112)로 전달할 수 있다.

{2-1-3. 역각 센서(108)}

역각 센서(108)는, 물체와 파지부(104)가 접촉하였을 때의, 파지부(104)의 표면에 부가되는 접촉력(바꾸어 말하면, 당해 물체로부터의 반력)의 합력을 측정 가능하도록 구성될 수 있다. 또는, 역각 센서(108)는, 액추에이터(130)가 발생시키는 힘, 토크, 또는 모멘트를 측정 가능하도록 구성되어 있어도 된다.

예를 들어, 역각 센서(108)는, 3축력 센서, 또는 6축력 센서여도 된다. 또는 액추에이터(130) 내에 토크 센서가 배치되어 있어도 되고, 또한 역각 센서(108)는 당해 토크 센서여도 된다. 이 경우, 역각 센서(108)는, 액추에이터(130)가 발생시키는 토크를 (액추에이터(130)의 발생력으로서) 측정할 수 있다.

또한, 역각 센서(108)는, 센싱 결과(힘, 토크, 또는 모멘트)를 접촉력 특정부(110) 및 파지 제어부(100)로 전달할 수 있다.

{2-1-4. 액추에이터(130)}

액추에이터(130)는, 후술하는 파지 제어부(100)의 제어에 따라서, 목표 지령값에 대응하는 힘(또는 토크)을 발생시킬 수 있다. 발생된 힘이 파지부(104)에 전달됨으로써, 파지부(104)는 동작할 수 있다. 예를 들어, 파지부(104)가 목표의 파지력(바꾸어 말하면, 액추에이터(130)가 발생시켜야 하는 힘, 모멘트, 또는 토크)을 발생 가능하도록, 액추에이터(130)는 파지 제어부(100)의 제어에 따라서 구동된다.

이 액추에이터(130)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 파지부(104)와 로봇(10)의 본체부(도시 생략) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 파지부(104)에 연결하는 로봇 암을 로봇(10)이 갖는 경우에는, 액추에이터(130)는, 당해 로봇 암 내에 배치되어 있어도 된다.

<2-2. 기능 구성>

이상, 제1 실시 형태에 관한 로봇(10)의 물리 구성에 대해 설명하였다. 다음으로, 제1 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성에 대해, 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는, 제1 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 일례를 나타낸 블록도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 로봇(10)은, 파지 제어부(100), 파지부(104), 촉각 센서(106), 역각 센서(108), 접촉력 특정부(110), 및 미끄럼 검출부(112)를 갖는다. 이하에서는, 상기한 설명과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

{2-2-1. 접촉력 특정부(110)}

접촉력 특정부(110)는, 본 개시에 관한 접촉력 산출부의 일례이다. 접촉력 특정부(110)는, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등의 처리 회로를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 접촉력 특정부(110)는, ROM(Read Only Memory)이나 RAM(Random Access Memory) 등의 메모리를 포함하여 구성되어도 된다.

접촉력 특정부(110)는, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과와, 역각 센서(108)에 의한 센싱 결과에 기초하여, 파지부(104)와 물체가 접촉하였을 때의 접촉력을 산출한다. 예를 들어, 접촉력 특정부(110)는, 파지부(104)와 물체가 하나 이상의 점에서 접촉하였을 때, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과로부터 특정되는, 개개의 접촉점에 관한 정보와, 역각 센서(108)에 의한 센싱 결과에 기초하여, 당해 개개의 접촉점에서의 접촉력을 각각 산출한다. 후술하는 바와 같이, 당해 개개의 접촉점에 관한 정보는, 예를 들어 접촉점의 총 수, 당해 개개의 접촉점의 위치 정보, 및 당해 개개의 접촉점 사이의 접촉 강도비를 포함한다.

여기서, 도 3을 참조하여, 접촉력 특정부(110)의 보다 상세한 구성에 대해 설명한다. 도 3은, 접촉력 특정부(110)의 보다 상세한 구성의 일례를 나타낸 블록도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 접촉력 특정부(110)는, 접촉 개소수 산출부(150), 접촉 위치 산출부(152), 접촉 강도 산출부(154), 및 접촉력 산출부(156)를 가질 수 있다.

{2-2-2. 접촉 개소수 산출부(150)}

접촉 개소수 산출부(150)는, 파지부(104)와 물체가 하나 이상의 점에서 접촉한 것이 검출되었을 때, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과에 기초하여 접촉점(접촉 개소)의 총 수를 산출한다. 이때, 예를 들어 접촉 개소수 산출부(150)는, 촉각 센서(106)의 종류에 대응하는 산출 방법과, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과에 기초하여 접촉점의 총 수를 산출한다.

일례로서, 촉각 센서(106)가 압력 분포 센서를 포함하여 구성되어 있는 경우에는, 접촉 개소수 산출부(150)는 먼저, 촉각 센서(106)에 의해 센싱된 압력의 극대점의 수를 특정(산출)하거나, 또는 압력 분포의 구배가 「0」에 가까워지는 개개의 점을 특정하거나 한다. 그리고 접촉 개소수 산출부(150)는, 이들 특정 결과에 기초하여 접촉점의 총 수를 산출한다.

또는, 촉각 센서(106)가 Vision 센서를 포함하여 구성되어 있는 경우에는, 접촉 개소수 산출부(150)는 먼저, 파지부(104)와 물체의 접촉에 기초하는 촉각 센서(106)의 표면의 변형량의 변화를, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과에 기초하여 특정한다. 그리고 접촉 개소수 산출부(150)는, 이 특정 결과에 기초하여 접촉점의 총 수를 산출한다.

{2-2-3. 접촉 위치 산출부(152)}

접촉 위치 산출부(152)는, 해당 모든 접촉점 각각(이하에서는 「각 접촉점」이라고 칭하는 경우가 있음)의 위치 관계를, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과에 기초하여 특정한다. 예를 들어, 접촉 위치 산출부(152)는, 각 접촉점의 위치 정보(예를 들어, 각 접촉점의 중심 위치의 위치 정보 등)를, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과에 기초하여 특정한다. 일례로서, 접촉 위치 산출부(152)는, 당해 각 접촉점에 관하여, 촉각 센서(106) 상의 당해 접촉점의 상대 위치의 정보를 당해 접촉점의 위치 정보로서, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과에 기초하여 특정한다. 여기서, 각 접촉점의 상대 위치의 정보는, 촉각 센서(106)의 단부점을 원점으로 한 좌표의 형태로 표현되어도 된다. 단, 이러한 예에 한정되지 않고, 각 접촉점의 상대 위치의 정보는, 액추에이터(130)가 발생시키는 토크 또는 모멘트를 산출 가능한 임의의 다른 위치를 기준으로 한 상대 위치의 정보로 정해져도 된다.

{2-2-4. 접촉 강도 산출부(154)}

접촉 강도 산출부(154)는, 해당 각 접촉점 사이의 접촉력 강도비(예를 들어, 어느 접촉점의 접촉 강도를 기준으로 한 다른 접촉점 각각의 접촉 강도비)를 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과에 기초하여 산출한다. 이러한 산출 방법의 장점으로서 이하를 들 수 있다. 예를 들어, 전체적으로 어느 계수분의 게인이 걸리는 오차가 소정의 센싱 결과에 포함되는 경우(예를 들어, 온도 특정 등)에는, 각 접촉점 사이의 접촉력 강도비를 사용함으로써 당해 게인분이 상쇄될 수 있으므로, 오차의 영향을 최소한으로 억제할 수 있다.

{2-2-5. 접촉력 산출부(156)}

접촉력 산출부(156)는, 접촉 개소수 산출부(150)에 의해 산출된 접촉점의 총 수와, 접촉 위치 산출부(152)에 의해 특정된 각 접촉점의 위치 정보와, 접촉 강도 산출부(154)에 의해 산출된 각 접촉점 사이의 접촉력 강도비와, 역각 센서(108)에 의한 센싱 결과에 기초하여, 각 접촉점에서의 접촉력을 각각 산출한다. 예를 들어, 접촉력 산출부(156)는, 파지부(104)와 물체의 접촉력의 합력(즉, 각 접촉점에서의 접촉력의 합력)이 특정 가능한지 여부의 판정 결과에 기초하여, 접촉 개소수 산출부(150)에 의한 산출 결과, 접촉 위치 산출부(152)에 의한 산출 결과, 및 접촉 강도 산출부(154)에 의한 산출 결과를 사용하여 각 접촉점에서의 접촉력을 각각 산출한다.

(2-2-5-1. 산출예 1)

일례로서, 파지부(104)와 물체의 접촉력의 합력이, 역각 센서(108)에 의한 센싱 결과에 기초하여 특정 가능한 경우에는, 접촉력 산출부(156)는, 이하의 산출 방법을 사용하여 각 접촉점에서의 접촉력을 각각 산출한다. 또한, 이러한 경우의 구체예로서는, 역각 센서(108)가 3축력 센서를 포함하여 구성되어 있고, 또한 파지부(104)에 있어서의 물체를 파지하는 면의 반대측에 당해 3축력 센서가 배치되어 있는 경우 등을 들 수 있다.

- 접촉점 수가 1개인 경우

예를 들어, 먼저, 접촉력 산출부(156)는, 접촉 개소수 산출부(150)에 의해 산출된 접촉점의 총 수가 1개, 2개, 또는 3 이상 중 어느 것인지를 판정한다. 그리고 당해 접촉점의 총 수가 1개인 경우에는, 접촉력 산출부(156)는, 역각 센서(108)에 의해 센싱된 합력 자체를, 해당 접촉점에서의 접촉력으로서 산출한다.

-접촉점 수가 2개인 경우

또한, 당해 접촉점의 총 수가 2개인 경우에는, 접촉력 산출부(156)는, 먼저, 접촉 위치 산출부(152)에 의해 특정된 각 접촉점의 위치 정보에 기초하여, 소정의 기준 위치(예를 들어, 촉각 센서(106)의 단부점 등)로부터의 각 접촉점까지의 거리 l₁ 및 l₂를 산출한다. 여기서, 각 접촉점에서의 접촉력을 F₁ 및 F₂, 역각 센서(108)에 의해 센싱된 접촉력의 합력을 F_all이라 각각 정한다. 이 경우, 접촉력 산출부(156)는, 이하의 수식(1) 및 (2)로부터, F₁ 및 F₂를 각각 구한다.

또한, F_all, F₁, 및 F₂의 관계는, 이하의 수식(3)과 같은 관계가 될 수 있다.

- 접촉점 수가 3 이상인 경우

다음으로, 당해 접촉점의 총 수가 3 이상인 경우에 있어서의 각 접촉점에서의 접촉력의 산출 방법에 대해 설명한다. 여기서, 접촉점의 총 수를 N, 각 접촉점에서의 접촉력을 F_i(i＝1 내지 N), 접촉 강도 산출부(154)에 의해 산출된 각 접촉점 사이의 접촉력 강도비를 α_i(i＝1 내지 N), 역각 센서(108)에 의해 센싱된 접촉력의 합력을 F_all이라 각각 정한다. 이 경우, 접촉력 산출부(156)는, 이하의 수식(4)를 사용하여, F_i를 각각 산출한다.

또한, F_all 및 F_i의 관계는, 이하의 수식(5)와 같은 관계가 될 수 있다.

(2-2-5-2. 산출예 2)

다음으로, 파지부(104)와 물체의 접촉력의 합력이 특정 불능이며, 또한 액추에이터(130)의 발생력(이하에서는, 「τ」라고 기재하는 경우가 있음)을 역각 센서(108)에 의해 측정 가능한 경우에 있어서의, 접촉력 산출부(156)에 의한 접촉력의 산출 방법에 대해 설명한다. 또한, 이러한 경우의 구체예로서는, 역각 센서(108)가 토크 센서를 포함하여 구성되어 있고, 또한 액추에이터(130) 내에 당해 토크 센서가 배치되어 있는 경우 등을 들 수 있다.

- 접촉점 수가 1개인 경우

이 경우, 접촉력 산출부(156)는, 예를 들어 이하의 산출 방법을 사용하여 각 접촉점에서의 접촉력을 각각 산출한다. 먼저, 접촉력 산출부(156)는, 접촉 개소수 산출부(150)에 의해 산출된 접촉점의 총 수가 1개, 또는 2 이상 중 어느 것인지를 판정한다. 그리고 당해 접촉점의 총 수가 1개인 경우에는, 접촉력 산출부(156)는, 먼저, 접촉 위치 산출부(152)에 의해 특정된 각 접촉점의 위치 정보에 기초하여, 소정의 기준 위치(예를 들어, 촉각 센서(106)의 단부점 등)로부터의 해당 접촉점까지의 거리 l₁을 산출한다. 그리고 접촉력 산출부(156)는, 역각 센서(108)에 의해 센싱된 액추에이터(130)의 발생력(즉, τ)과, l₁과, 이하의 수식(6)을 사용함으로써, 해당 접촉점에서의 접촉력(F₁)을 산출한다.

- 접촉점 수가 2 이상인 경우

다음으로, 당해 접촉점의 총 수가 2 이상인 경우에 있어서의 각 접촉점에서의 접촉력의 산출 방법에 대해 설명한다. 여기서, 접촉점의 총 수를 N, 각 접촉점에서의 접촉력을 F_i(i＝1 내지 N), 접촉 강도 산출부(154)에 의해 산출된 각 접촉점 사이의 접촉력 강도비를 α_i(i＝1 내지 N), 소정의 기준 위치(예를 들어, 촉각 센서(106)의 단부점 등)로부터의 각 접촉점까지의 거리를 l_i(i＝1 내지 N), 역각 센서(108)에 의해 센싱된 액추에이터(130)의 발생력을 τ라 각각 정한다. 이 경우, 접촉력 산출부(156)는, 이하의 수식(7)을 사용하여, F_i를 각각 산출한다.

또한, τ 및 F_i의 관계는, 이하의 수식(8)과 같은 관계이다.

(2-2-5-3. 산출 결과의 전달)

또한, 접촉력 산출부(156)는, 산출한 각 접촉점에서의 접촉력을 파지 제어부(100)로 전달할 수 있다.

{2-2-6. 미끄럼 검출부(112)}

미끄럼 검출부(112)는, 상기한 처리 회로를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 미끄럼 검출부(112)는, 상기한 메모리를 더 포함하여 구성되어도 된다. 미끄럼 검출부(112)는, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과에 기초하여, 파지부(104)와 물체가 접촉하고 있는 동안의, 파지부(104)에 대한 당해 물체의 미끄럼양을 검출한다. 예를 들어, 미끄럼 검출부(112)는, 접촉력 특정부(110)에 의해 산출된 개개의 접촉점에서의 접촉력과, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과에 기초하여, 당해 물체의 미끄럼양을 검출한다.

여기서, 각 실시 형태에 있어서, 「미끄럼」은, 파지부(104)의 표면과 물체의 상대 운동(상대적인 어긋남), 및 당해 상대 운동이 발생시키는 전조의 현상을 의미할 수 있다. 당해 전조의 현상은, 예를 들어 파지부(104)에 있어서의 당해 물체와의 접촉면의 일부가 미끄러지거나, 또는 박리되는 현상(국소 미끄럼이라고 칭하는 경우도 있음)이다. 예를 들어, 미끄럼 검출부(112)는, CoP 이동의 검출 결과, 접촉 영역의 면적의 변화의 검출 결과, 또는 접촉 위치의 변화의 검출 결과 등에 기초하여, 당해 물체의 미끄럼양(예를 들어, 당해 전조의 현상 등)을 검출해도 된다.

또한, 미끄럼 검출부(112)는, 검출 결과(예를 들어, 미끄럼양의 검출 결과, 미끄럼의 유무 검출 결과, 및/또는 미끄럼 의존 변화량 등)를 파지 제어부(100)로 전달할 수 있다.

{2-2-7. 파지 제어부(100)}

파지 제어부(100)는, 상기한 처리 회로를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 파지 제어부(100)는, 상기한 메모리를 더 포함하여 구성되어도 된다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 파지 제어부(100)는, 파지력 산출부(102)를 갖는다.

파지 제어부(100)는, 후술하는 파지력 산출부(102)에 의해 산출된 목표의 파지력(즉, 파지부(104)가 당해 물체를 파지하는 힘)에 기초하여, 파지부(104)의 움직임을 제어한다. 예를 들어, 파지 제어부(100)는, 파지부(104)의 현재의 파지력으로부터, 파지력 산출부(102)에 의해 산출된 목표의 파지력에 가까워지도록 액추에이터(130)의 구동을 제어한다.

또한, 파지 제어부(100)는, 역각 센서(108)로부터 축차 취득되는 센싱 결과에 기초하여, 파지부(104)에 대해 공지의 피드백 제어를 행할 수 있다.

{2-2-8. 파지력 산출부(102)}

파지력 산출부(102)는, 접촉력 특정부(110)에 의해 산출된 개개의 접촉점에서의 접촉력과, 미끄럼 검출부(112)에 의해 검출된 파지 대상의 물체의 미끄럼양에 기초하여, 파지부(104)의 목표의 파지력을 산출한다.

예를 들어, 미끄럼의 발생이 미끄럼 검출부(112)에 의해 검출된 경우에는, 파지력 산출부(102)는, 미끄럼 검출부(112)에 의해 검출된 미끄럼양에 따른, 파지부(104)의 현재의 파지력보다 큰 값을 목표의 파지력으로서 산출한다. 또한, 발생 중인 미끄럼이 멈춘 것이 미끄럼 검출부(112)에 의해 검출된 경우에는, 파지력 산출부(102)는, 파지부(104)의 파지력이 점차 저하되도록 (현재 이후의) 파지부(104)의 목표의 파지력을 산출한다.

<2-3. 처리의 흐름>

이상, 제1 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성에 대해 설명하였다. 다음으로, 제1 실시 형태에 관한 처리의 흐름에 대해, 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는, 제1 실시 형태에 관한 처리의 흐름의 일례를 나타낸 흐름도이다. 이하에서는, 로봇(10)이 대상 물체를 파지하는 장면에 있어서의 처리의 흐름의 예에 대해 설명한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 먼저, 로봇(10)의 접촉력 특정부(110)는, 파지부(104)가 대상 물체와 접촉하였는지 여부를, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과에 기초하여 검출한다(S101). 파지부(104)가 대상 물체와 접촉하고 있지 않은 경우는(S101: "아니오"), 접촉력 특정부(110)는, 예를 들어 소정의 시간의 경과 후에 S101의 처리를 반복한다.

한편, 파지부(104)가 대상 물체와 접촉한 것이 검출되었을 때는(S101: "예"), 접촉력 특정부(110)는, 파지부(104)와 당해 물체의 접촉점의 총 수, 각 접촉점의 위치 정보, 및 각 접촉점 사이의 접촉 강도비를 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과에 기초하여 각각 산출한다(S103).

계속해서, 접촉력 특정부(110)는, S103에 있어서의 산출 결과와, 역각 센서(108)에 의한 센싱 결과(예를 들어, 직전인 S101 시점에 있어서의 센싱 결과)에 기초하여, 각 접촉점에서의 접촉력을 각각 산출한다(S105).

계속해서, 미끄럼 검출부(112)는, S105에서 산출된 각 접촉점에서의 접촉력과, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과(예를 들어, 직전인 S101 시점에 있어서의 센싱 결과)에 기초하여, 파지부(104)에 대한 당해 물체의 미끄럼양을 검출한다(S107).

계속해서, 파지력 산출부(102)는, S105에서 산출된 각 접촉점에서의 접촉력과, S107에서 검출된 당해 물체의 미끄럼양에 기초하여, 파지부(104)의 목표의 파지력을 산출한다. 예를 들어, 파지력 산출부(102)는, 각 접촉점에서의 접촉력과, 검출된 당해 물체의 미끄럼양에 기초하여, 파지부(104)의 파지력이 목표의 파지력에 도달하도록, 액추에이터(130)가 발생시켜야 하는 힘을 산출한다(S109).

그 후, 파지 제어부(100)는, S109에서 산출된 목표의 파지력(또는, 액추에이터(130)가 발생시켜야 하는 힘)에 기초하여, 액추에이터(130)의 구동을 제어한다(S111).

<2-4. 효과>

{2-4-1. 효과 1}

이상 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태에 관한 로봇(10)은, 파지부(104)에 배치되어 있는 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과와, 파지부(104)에 배치되어 있는 역각 센서(108)에 의한 센싱 결과에 기초하여, 파지부(104)와 물체가 접촉하였을 때의 접촉력을 산출한다. 이와 같이 제1 실시 형태에 따르면, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과와, 역각 센서(108)에 의한 센싱 결과의 양쪽을 사용하므로, 파지부(104)와 물체의 접촉 시의 접촉력을 보다 고정밀도로 산출할 수 있다. 예를 들어, 파지부(104)와 물체가 복수의 접촉점에 있어서 접촉하였을 때의 각 접촉점에서의 접촉력을 보다 고정밀도로 산출할 수 있다. 또한, 촉각 센서(106)의 센서 방식이나 배치에 따라서, 접촉력의 산출 알고리즘을 로버스트로 변경하는 것도 가능하다.

{2-4-2. 효과 2}

또한, 제1 실시 형태에 따르면, 파지부(104)와 물체의 접촉 시의 접촉력을 고정밀도로 산출할 수 있으므로, 파지부(104)에 대한 당해 물체의 미끄럼양을 보다 고정밀도로 검출할 수 있다. 예를 들어, 접촉력의 크기에 따라서 변동되는 미끄럼을 보다 고정밀도로 검출할 수 있다. 그리고 미끄럼의 검출 정밀도가 향상됨으로써, 파지부(104)는, 보다 작은 힘으로 물체를 파지할 수 있게 된다. 예를 들어, 낭청거리는 물체나 깨지기 쉬운 물체 등의, 파지 대상 물체로부터의 반력이 작은 경우라도, 파지부(104)는, 해당 물체를 안전하게 파지할 수 있다.

{2-4-3. 효과 3}

또한, 파지부(104)와 물체의 접촉 시의 접촉력을 고정밀도로 산출할 수 있으므로, 파지부(104)와 물체의 접촉 타이밍도, 보다 정확하게 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 실시 형태에 따르면, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과뿐만 아니라, 역각 센서(108)에 의한 센싱 결과를 동시에 사용하므로, 기존의 기술과 비교하여 접촉 감도(예를 들어, 파지부(104)의 선단(예를 들어, 손가락 끝)의 접촉 감도 등)가 향상될 수 있다. 이에 의해, 접촉 타이밍을 보다 정확하게 검출할 수 있다.

그 결과, 이하의 세 가지 효과가 얻어진다. 첫 번째로, 파지부(104)는, 해당 물체를 보다 적절하게 파지하는 것이 가능해진다. 두 번째로, 예를 들어 미끄럼 검출부(112)에 의한 미끄럼 검출 처리의 개시 타이밍을 유연하게 조정하는 것이 가능해진다. 그 결과, 파지부(104)가 물체를 파지하는 기간 이외의 기간에 있어서의 로봇(10)의 처리 부하를 경감시키는 것도 가능해진다.

세 번째로, 접촉 타이밍을 보다 정확하게 검출할 수 있으므로, 접촉 타이밍에 있어서 로봇(10)이 제어를 전환하는 장면에 있어서, 보다 정확한 타이밍에 제어를 전환할 수 있다. 예를 들어, 제어 방식이나 파라미터(예를 들어, 속도나 힘의 목표값 등)를 접촉 타이밍에 있어서 변경하는 장면(예를 들어, 접촉 타이밍에 있어서 파지부(104)의 개폐 동작을 일시 정지하는 등)에 있어서, 로봇(10)은 보다 정확한 타이밍에 이들을 변경할 수 있다. 이 때문에, 기존의 기술과 비교하여, 여러 상황에 폭넓게, 또한 보다 적절하게 대응 가능해진다. 예를 들어, 로봇(10)은, 물체를 쓰러뜨리거나, 이동시키거나 하는 일 없이, 당해 물체를 안전하게 파지할 수 있다. 또한, 인간이나 다른 로봇으로부터 직접 손으로 전달된 물체를 파지하는 태스크를 실행하는 장면 등에 있어서, 파지 타이밍을 보다 적절하게 설정할 수 있으므로, 로봇(10)은 보다 적절하게 태스크를 실행할 수 있다.

{2-4-4. 효과 4}

또한, 제1 실시 형태에 따르면, 다점 접촉 시라도 접촉력을 보다 정확하게 산출할 수 있다. 그 결과, 이하의 세 가지 효과가 얻어진다. 첫 번째로, 파지 대상 물체의 형상이 복잡한 형상이라도, 당해 물체를 파괴하는 일 없이, 안전하게 파지할 수 있다. 두 번째로, 파지 대상 물체의 형상이 복잡한 형상이라도 당해 물체의 미끄럼양을 적절하게 검출할 수 있다. 이 때문에, 로봇(10)은 당해 물체를 미끄러져 떨어뜨리는일 없이, 안전하게 파지할 수 있다. 세 번째로, 해당 모든 접촉점 중 하나 이상에서 미끄럼이 발생한 경우라도, 당해 미끄럼을 고정밀도로 검출할 수 있다. 따라서, 해당 물체를 보다 안전하게 파지할 수 있다.

{2-4-5. 효과 5}

또한, 제1 실시 형태에 따르면, 예를 들어 압력 분포 센서나 Vision 센서 등의, 다양한 종류의 센서를 촉각 센서(106)로서 사용할 수 있어, 센서 방식의 선택의 폭이 넓다. 이 때문에, 로봇(10)의 형태나, 로봇(10)에 탑재되는 센서의 형태에 따른 적절한 처리 방법을 선택 가능하다.

{2-4-6. 효과 6}

또한, 제1 실시 형태에 따르면, 촉각 센서(106)에 의해 센싱 가능한 에어리어 내이면 당해 에어리어 내의 임의의 위치에서 물체가 접촉한 경우라도, 각 접촉점에서의 접촉력을 산출할 수 있다. 이 때문에, 파지부(104)가 물체를 파지할 때 위치 조정이 불필요해질 수 있다. 그 결과, 이하의 세 가지 효과가 얻어진다. 첫 번째로, 대상 물체를 보다 신속하게 파지할 수 있게 된다. 두 번째로, 위치 조정을 위한 센서(예를 들어, 카메라 등)를 로봇(10)에 추가 탑재할 필요가 없다. 세 번째로, 파지부(104)를 지지하는 구조체의 휨 등에 의한 오차의 허용 범위를, 보다 크게 할 수 있다. 이 때문에, 해당 구조체의 강도를 저하시키는 것도 가능해지므로, 로봇(10)의 경량화나 저비용화가 가능해진다.

<<3. 제2 실시 형태>>

이상, 제1 실시 형태에 대해 설명하였다. 다음으로, 본 개시에 관한 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 후술하는 바와 같이, 제2 실시 형태에 의하면, 파지부(104)와 물체의 접촉력의 상한값을 유저가 지정할 수 있다. 또한, 제2 실시 형태에 관한 로봇(10)의 물리 구성은, 도 1에 나타낸 제1 실시 형태와 마찬가지여도 된다. 또한, 후술하는 제3 실시 형태 내지 제9 실시 형태에 관해서도, 로봇(10)의 물리 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지여도 된다. 이하에서는, 제1 실시 형태와 다른 내용에 대해서만 설명하기로 하고, 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

<3-1. 기능 구성>

다음으로, 제2 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성에 대해, 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는, 제2 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 로봇(10)은, 도 2에 나타낸 제1 실시 형태와 비교하여, 접촉력 역치 기억부(200)를 더 갖는다.

{3-1-1. 접촉력 역치 기억부(200)}

접촉력 역치 기억부(200)는, 유저에 의해 미리 지정된, 파지부(104)와 물체의 접촉 시의 접촉력의 상한값(이하에서는, 「접촉력의 상한 지정값」이라고 칭함)을 기억한다. 이 접촉력의 상한 지정값은, 파지 대상 물체의 종류에 의존하지 않는, 동일한 값일 수 있다.

{3-1-2. 파지력 산출부(102)}

제2 실시 형태에 관한 파지력 산출부(102)는, 접촉력 역치 기억부(200)에 기억되어 있는, 접촉력의 상한 지정값에 기초하여, (현재 이후의) 파지부(104)의 목표의 파지력을 산출한다. 예를 들어, 파지력 산출부(102)는, 파지부(104)와 물체의 각 접촉점에서의 접촉력이, 접촉력 역치 기억부(200)에 기억되어 있는, 접촉력의 상한 지정값 이하가 되도록, 액추에이터(130)가 발생시켜야 하는 힘의 상한값을 산출한다.

<3-2. 효과>

이상 설명한 바와 같이, 제2 실시 형태에 따르면, 파지부(104)와 물체의 접촉력의 상한값을 유저가 지정할 수 있다. 이 때문에, 로봇(10)은, 접촉력이 과대해지지 않도록 제어할 수 있으므로, 예를 들어 낭창거리는 물체나 깨지기 쉬운 물체라도, 안전하게 파지할 수 있다. 또한, 로봇(10)에 실장되어 있는 애플리케이션이나, 그곳의 상황에 따라서 파지 강도를 변경할 수 있다.

또한, 파지부(104)의 파지 강도를 지정 가능한 유저 인터페이스와 로봇(10)이 예를 들어 소정의 네트워크(인터넷이나 공중망 등)를 통해 연계 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 유저는, 원하는 파지 강도를 보다 용이하게 지정할 수 있다.

<<4. 제3 실시 형태>>

이상, 제2 실시 형태에 대해 설명하였다. 다음으로, 본 개시에 관한 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 후술하는 바와 같이, 제3 실시 형태에 의하면, 파지부(104)와 물체의 접촉력의 상한값을 물체의 종류마다 적절하게 지정할 수 있다. 이하에서는, 제2 실시 형태와 다른 내용에 대해서만 설명하기로 하고, 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

<4-1. 기능 구성>

도 6은, 제3 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 제3 실시 형태에 관한 로봇(10)은, 도 5에 나타낸 제2 실시 형태와 비교하여, 물체 인식부(202)를 더 갖는다.

{4-1-1. 물체 인식부(202)}

물체 인식부(202)는, 물체 인식용 센서(예를 들어, 이미지 센서(카메라)나 적외선 센서 등)를 포함하여 구성될 수 있다. 물체 인식부(202)는, 로봇(10)의 주변(예를 들어, 파지부(104)의 가동 범위 내 등)에 위치하는 각 물체를 센싱하고, 그리고 당해 센싱 결과에 기초하여 각 물체의 종류를 인식한다.

{4-1-2. 접촉력 역치 기억부(200)}

제3 실시 형태에 관한 접촉력 역치 기억부(200)는, 예를 들어 유저에 의해 미리 지정된, 물체의 종류마다의, 파지부(104)와 당해 물체의 접촉력의 상한값을 기억한다.

{4-1-3. 파지력 산출부(102)}

제3 실시 형태에 관한 파지력 산출부(102)는, 물체 인식부(202)에 의해 인식된, 파지 대상 물체의 종류와, 접촉력 역치 기억부(200)에 기억되어 있는 해당 물체의 접촉력의 상한값에 기초하여, 파지부(104)의 목표의 파지력(또는, 액추에이터(130)가 발생시켜야 하는 힘의 상한값)을 산출한다.

<4-2. 효과>

이상 설명한 바와 같이, 제3 실시 형태에 따르면, 파지부(104)와 물체의 접촉력의 상한값을 물체의 종류마다 적절하게 지정할 수 있다. 이 때문에, 로봇(10)은, 파지 대상의 물체 종류에 따른 적절한 힘으로 당해 물체를 파지할 수 있으므로, 보다 안전하게 파지할 수 있다. 또한, 제3 실시 형태에 따르면, 유저는, 접촉력의 상한값을, 그때그때 지정할 필요가 없어, 조작 횟수를 삭감할 수 있다.

<<5. 제4 실시 형태>>

이상, 제3 실시 형태에 대해 설명하였다. 다음으로, 본 개시에 관한 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 후술하는 바와 같이, 제4 실시 형태에 의하면, 과거의 파지 경험에 따라서, 파지부(104)와 물체의 접촉력의 상한값을 적절하게 지정할 수 있다. 이하에서는, 제3 실시 형태와 다른 내용에 대해서만 설명하기로 하고, 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

<5-1. 기능 구성>

도 7은, 제4 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 제4 실시 형태에 관한 로봇(10)은, 도 6에 나타낸 제3 실시 형태와 비교하여, 접촉력 상한 특정부(204)를 더 갖는다.

{5-1-1. 접촉력 역치 기억부(200)}

제4 실시 형태에 관한 접촉력 역치 기억부(200)는, 과거의 파지 시에 물체 인식부(202)에 의해 인식된 해당 물체의 종류와, 당해 파지 시에 있어서의 해당 물체의 상태(예를 들어, 파괴되었는지 여부 등)와, 당해 파지 시에 있어서의 파지부(104)의 파지력을 관련지어 기억할 수 있다.

또한, 물체의 종류마다, 파지부(104)와 당해 물체의 접촉 시에 당해 물체가 파괴되지 않는 범위 내의 접촉력의 상한값이, 이들 정보에 기초하여 미리 특정될 수 있다. 이 경우, 접촉력 역치 기억부(200)는, 물체의 종류마다의 당해 물체가 파괴되지 않는 범위 내의 접촉력의 상한값을 또한 기억하고 있어도 된다.

{5-1-2. 접촉력 상한 특정부(204)}

접촉력 상한 특정부(204)는, 물체 인식부(202)에 의해 인식된, 파지 대상 물체의 종류와, 접촉력 역치 기억부(200)에 기억되어 있는 정보에 기초하여, 당해 파지 대상 물체가 파괴되지 않는 범위 내의 접촉력의 상한값을 특정한다.

{5-1-3. 파지력 산출부(102)}

제4 실시 형태에 관한 파지력 산출부(102)는, 접촉력 상한 특정부(204)에 의해 특정된 접촉력의 상한값과, 접촉력 특정부(110)에 의해 특정된 각 접촉점에서의 접촉력에 기초하여, 파지부(104)의 목표의 파지력(또는, 액추에이터(130)가 발생시켜야 하는 힘의 상한값)을 산출한다.

<5-2. 효과>

{5-2-1. 효과 1}

이상 설명한 바와 같이, 제4 실시 형태에 따르면, 과거의 파지 경험에 따라서, 파지부(104)와 물체의 접촉력의 상한값을 적절하게 지정할 수 있다. 예를 들어, 로봇(10)은, 파지 대상 물체의 과거의 파지 성공 시의 접촉력의 상한값을, 파지부(104)와 당해 물체의 접촉력의 상한값으로서 설정할 수 있다. 이 때문에, 로봇(10)은, 각 물체를 보다 확실하게 파지할 수 있다. 또한, 로봇(10)은, 물체를 파지하고 있는 동안에, 당해 물체의 파지 가능성을 판정할 수 있다. 예를 들어, 당해 물체와의 접촉력의 상한값을 부가한 경우라도 미끄럼이 멈추지 않음이 검출된 경우에는, 로봇(10)은, 당해 물체의 마찰 계수가 지나치게 작으므로 당해 물체의 파지는 불가능, 또는 곤란하다고 판단할 수 있다.

{5-2-2. 효과 2}

또한, 제4 실시 형태에 따르면, 접촉력의 상한값을 정하기 위해 인적 작업이 불필요해진다. 예를 들어, 접촉력의 상한값을 정하기 위한 조사나 데이터의 수집 등을 유저가 행할 필요가 없으므로, 시스템의 도입이 용이해진다.

<<6. 제5 실시 형태>>

이상, 제4 실시 형태에 대해 설명하였다. 다음으로, 본 개시에 관한 제5 실시 형태에 대해 설명한다. 후술하는 바와 같이, 제5 실시 형태에 의하면, 파지부(104)와 물체의 접촉력의 상한값, 또는 접촉력의 목표값을 유저가 용이하게 지정할 수 있다. 이하에서는, 제1 실시 형태와 다른 내용에 대해서만 설명하기로 하고, 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

<6-1. 기능 구성>

도 8은, 제5 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 제5 실시 형태에 관한 로봇(10)은, 도 2에 나타낸 제1 실시 형태와 비교하여, 입력부(206)를 더 갖는다.

{6-1-1. 입력부(206)}

입력부(206)는, 입력 디바이스(예를 들어, 마우스, 키보드, 또는 터치 패널 등)를 포함하여 구성되어도 되고, 또는 음성 입력 장치(예를 들어, 마이크로폰 등)를 포함하여 구성되어도 된다. 입력부(206)는, 로봇(10)에 대한 유저의 각종 입력을 접수한다.

(6-1-1-1. 입력예 1)

예를 들어, 파지부(104)가 물체를 파지하기 전마다, 입력부(206)는, 유저에 의한, 접촉력의 상한값의 입력을 접수해도 된다. 일례로서, 유저는, 접촉력의 기준값에 대한 승수를 입력부(206)에 대해 입력해도 되고, 또는 미리 준비되어 있는, 접촉력의 복수의 레벨 중 어느 것을 입력부(206)에 대해 입력해도 된다. 이들의 경우, 입력부(206)에 대한 입력 정보가 파지 제어부(100)에 전달되고, 그리고 파지 제어부(100)는 당해 입력 정보에 기초하여, 실제의 접촉력의 상한값을 결정해도 된다.

(6-1-1-2. 입력예 2)

또는, 입력부(206)는, 유저에 의한, 접촉력의 목표값의 입력을 접수해도 된다. 이 경우, 파지력 산출부(102)는, 파지부(104)의 현재의 접촉력이, 입력된 접촉력의 목표값과 동일해지도록, 액추에이터(130)가 발생시켜야 하는 힘(목표값)을 산출할 수 있다.

<6-2. 효과>

{6-2-1. 효과 1}

이상 설명한 바와 같이, 제5 실시 형태에 따르면, 파지부(104)와 물체의 접촉력의 상한값을 유저가 용이하게 지정할 수 있다. 예를 들어, 유저는, 접촉력의 상한값을 그때그때(예를 들어 실시간으로) 지정할 수 있다. 그 결과, 로봇(10)은, 그곳의 상황 변화나 애플리케이션의 변경에 즉시, 또한 로버스트로 대응할 수 있다. 또한, 유저는, 접촉력의 상한값을 직감적으로 입력하는 것도 가능하다.

{6-2-2. 효과 2}

또한, 제5 실시 형태에 따르면, 파지부(104)와 물체의 접촉력의 목표값을 유저가 용이하게 지정할 수 있다. 예를 들어, 유저는, 당해 접촉력의 목표값을 그때그때(예를 들어, 실시간으로) 지정할 수 있다. 또한, 물체에 대해 일정 접촉력을 부가하는 애플리케이션의 이용 시에 관해서도, 유저는, 원하는 접촉력을 지정할 수 있다.

<<7. 제6 실시 형태>>

이상, 제5 실시 형태에 대해 설명하였다. 다음으로, 본 개시에 관한 제6 실시 형태에 대해 설명한다. 후술하는 바와 같이, 제6 실시 형태에 따르면, 파지 시의 물체의 상태에 따라서, 접촉력의 상한값을 적절하게 조정할 수 있다. 이하에서는, 제1 실시 형태와 다른 내용에 대해서만 설명하기로 하고, 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

<7-1. 기능 구성>

도 9는, 제6 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 제6 실시 형태에 관한 로봇(10)은, 도 2에 나타낸 제1 실시 형태와 비교하여, 접촉력 상한 특정부(204), 및 파지 상태 인식부(208)를 더 갖는다.

{7-1-1. 파지 상태 인식부(208)}

파지 상태 인식부(208)는, 파지 상태의 인식용 센서(예를 들어, 이미지 센서(카메라)나 적외선 센서 등)를 포함하여 구성될 수 있다. 파지 상태 인식부(208)는, 파지부(104)가 파지하고 있는 물체를 센싱하고, 그리고 당해 센싱 결과에 기초하여 당해 물체의 상태(예를 들어, 파괴되었는지 여부나, 변형되었는지 여부 등)를 예를 들어 실시간으로 인식할 수 있다.

{7-1-2. 접촉력 상한 특정부(204)}

제6 실시 형태에 관한 접촉력 상한 특정부(204)는, 파지 상태 인식부(208)에 의한, 대상 물체의 상태의 인식 결과와, 접촉력 특정부(110)에 의해 산출된, 파지부(104)와 당해 물체의 현재의 접촉력에 기초하여, 파지부(104)와 당해 물체의 접촉력의 상한값을 예를 들어 실시간으로 산출한다.

<7-2. 효과>

이상 설명한 바와 같이, 제6 실시 형태에 따르면, 파지 중인 물체의 상태에 따라서, 접촉력의 상한값을 적절하게 조정할 수 있다. 예를 들어, 사전에 예측 불가능했던 물체의 변형이나 파괴가 발생한 경우라도, 로봇(10)은, 접촉력의 상한값을 실시간으로 조정함으로써, 이들 사상에 대해 실시간으로 대응할 수 있다.

또한, 제6 실시 형태에 관한 로봇(10)은, 파지부(104)가 파지 중인 물체(또는, 로봇(10) 자체)와 외부 환경(예를 들어, 인간이나 장애물 등)이 접촉할 것 같은지 여부를 사전에 인식해도 된다. 이 경우, 당해 물체가 당해 접촉에 의해 미끄러져 떨어지는 사태를 회피하기 위해, 로봇(10)은, 미끄럼 방지 동작으로서, 당해 인식 결과에 기초하여 접촉력을 조정해도 된다.

<<8. 제7 실시 형태>>

이상, 제6 실시 형태에 대해 설명하였다. 다음으로, 본 개시에 관한 제7 실시 형태에 대해 설명한다. 후술하는 바와 같이, 제7 실시 형태에 의하면, 파지부(104)와 물체의 접촉의 검출 결과에 따라서, 미끄럼 검출 처리를 행할지 여부를 적절하게 전환할 수 있다. 이하에서는, 제1 실시 형태와 다른 내용에 대해서만 설명하기로 하고, 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

<8-1. 기능 구성>

도 10은, 제7 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 제7 실시 형태에 관한 로봇(10)은, 도 2에 나타낸 제1 실시 형태와 비교하여, 접촉 검출부(210)를 더 갖는다.

{8-1-1. 접촉 검출부(210)}

접촉 검출부(210)는, 접촉력 특정부(110)에 의한 산출 결과에 기초하여, 파지부(104)와 물체의 접촉의 유무를 검출한다. 또한, 접촉 검출부(210)는, 파지부(104)와 물체의 접촉의 개시를 검출하였을 때는, 미끄럼 검출부(112)에 대해 접촉 트리거를 출력할 수 있다.

{8-1-2. 미끄럼 검출부(112)}

제7 실시 형태에 관한 미끄럼 검출부(112)는, 접촉 검출부(210)에 의한 검출 결과에 기초하여, 미끄럼양의 검출 처리를 행할지 여부를 결정한다. 예를 들어, 파지부(104)와 물체의 접촉이 접촉 검출부(210)에 의해 검출되고 있는 동안만, 미끄럼 검출부(112)는 미끄럼 검출 처리를 행한다. 즉, 파지부(104)와 물체의 접촉이 접촉 검출부(210)에 의해 검출되고 있지 않은 동안은, 미끄럼 검출부(112)는, 미끄럼 검출 처리를 행하지 않는다. 예를 들어, 미끄럼 검출부(112)로부터 접촉 트리거를 수신하였을 때만, 미끄럼 검출부(112)는, 미끄럼 검출 처리를 개시해도 된다.

<8-2. 효과>

이상 설명한 바와 같이, 제7 실시 형태에 따르면, 파지부(104)와 물체의 접촉의 검출 결과에 따라서, 미끄럼 검출 처리를 행할지 여부를 적절하게 전환할 수 있다.

일반적으로, 미끄럼 검출 처리에서는, 촉각 센서(106) 전역 내의 각 센서의 값을 처리할 필요가 있으므로, 처리 부하가 크다. 제7 실시 형태에 따르면, 파지부(104)와 물체의 접촉이 검출되고 있는 동안만 미끄럼 검출 처리를 행하는 것도 가능해지므로, 파지부(104)와 물체의 접촉이 검출되고 있지 않은 동안의 처리 부하를 경감시킬 수 있다. 그 결과, 메모리의 사용량의 삭감이나 소비 전력의 삭감이 가능해진다.

<<9. 제8 실시 형태>>

이상, 제7 실시 형태에 대해 설명하였다. 다음으로, 본 개시에 관한 제8 실시 형태에 대해 설명한다. 후술하는 바와 같이, 제8 실시 형태에 의하면, 파지부(104)와 물체의 접촉의 전후에, 실행하는 제어의 종류, 또는 제어 파라미터의 값을 적절하게 전환할 수 있다. 이하에서는, 제1 실시 형태와 다른 내용에 대해서만 설명하기로 하고, 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

<9-1. 기능 구성>

도 11은, 제8 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 제8 실시 형태에 관한 로봇(10)은, 도 2에 나타낸 제1 실시 형태와 비교하여, 접촉 검출부(210) 및 본체 제어부(212)를 더 갖는다.

{9-1-1. 접촉 검출부(210)}

제8 실시 형태에 관한 접촉 검출부(210)는, 파지부(104)와 물체의 접촉의 개시를 검출하였을 때는, 파지 제어부(100) 및 본체 제어부(212)에 대해 접촉 트리거를 출력할 수 있다.

{9-1-2. 본체 제어부(212)}

본체 제어부(212)는, 접촉 검출부(210)에 의한 검출 결과에 기초하여, 로봇(10)의 본체부(예를 들어, 파지부(104) 이외의 부위에 포함되는 하나 이상의 관절 등)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 본체 제어부(212)는, 로봇(10)의 본체부에 대해 행하는 제어의 종류, 및 로봇(10)의 본체부에 관한 제어 파라미터의 양쪽 또는 어느 한쪽을, 파지부(104)와 물체의 접촉이 접촉 검출부(210)에 의해 검출되었는지 여부에 따라서 전환한다. 여기서, 당해 제어의 종류는, 예를 들어 위치 제어, 또는 힘 제어 등을 포함할 수 있다. 또한, 당해 제어 파라미터는, 예를 들어 기계 임피던스, 제어 게인, 위치, 힘, 속도, 토크, 또는 그 밖의 지령값 등을 포함할 수 있다. 또한, 당해 제어 파라미터는, 이들 파라미터의 상한값 또는 하한값을 더 포함해도 된다.

예를 들어, 파지부(104)와 물체의 접촉이 접촉 검출부(210)에 의해 검출될 때까지의 동안은, 본체 제어부(212)는, 로봇(10)의 본체부에 대해 위치 제어만을 행한다. 그리고 접촉 검출부(210)에 의한, 파지부(104)와 물체의 접촉의 검출 이후에는, 본체 제어부(212)는, 로봇(10)의 본체부에 대해 위치 제어 대신에 힘 제어를 행하도록, 제어의 종류를 전환해도 된다.

또는, 파지부(104)와 물체의 접촉이 접촉 검출부(210)에 의해 검출될 때까지의 동안은, 본체 제어부(212)는, 로봇(10)의 본체부에 관한 제어 파라미터의 값을 변경하지 않는다. 그리고 접촉 검출부(210)에 의한, 파지부(104)와 물체의 접촉의 검출 이후에는, 본체 제어부(212)는, 로봇(10)의 본체부에 관한 제어 파라미터의 값을 예를 들어 당해 검출 결과에 따라서 전환해도 된다. 예를 들어, 파지부(104)와 물체의 접촉이 검출되었을 때, 본체 제어부(212)는, 급격한 변화가 억제되면서 로봇(10)의 본체부가 움직이도록, 로봇(10)의 본체부에 대한 제어 게인을 낮추어도 된다. 또는, 당해 접촉이 검출되었을 때, 본체 제어부(212)는, 로봇(10)의 본체부의 움직임이 보다 유연해지도록, 로봇(10)의 본체부의 기계 임피던스 설정값을 변경해도 된다.

또는, 본체 제어부(212)는, 로봇(10)의 본체부에 대한 제어의 종류를 힘 제어인 상태에서 변경하지 않고, 또한 파지부(104)와 물체의 접촉 타이밍에 있어서 로봇(10)의 본체부의 기계 임피던스 설정(제어 파라미터의 일례)을 변경해도 된다.

{9-1-3. 파지 제어부(100)}

제8 실시 형태에 관한 파지 제어부(100)는, 접촉 검출부(210)에 의한 검출 결과에 기초하여, 파지부(104)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 파지 제어부(100)는, 파지부(104)에 대해 행하는 제어의 종류, 및 파지부(104)에 관한 제어 파라미터의 양쪽 또는 어느 한쪽을, 파지부(104)와 물체의 접촉이 접촉 검출부(210)에 의해 검출되었는지 여부에 따라서 전환한다. 또한, 당해 제어의 종류, 및 당해 제어 파라미터의 구체적인 내용은, (본체 제어부(212)와 관련하여) 전술한 내용과 각각 마찬가지일 수 있다.

예를 들어, 파지부(104)와 물체의 접촉이 접촉 검출부(210)에 의해 검출될 때까지의 동안은, 파지 제어부(100)는, 파지부(104)에 대해 위치 제어만을 행한다. 그리고 접촉 검출부(210)에 의한, 파지부(104)와 물체의 접촉의 검출 이후에는, 파지 제어부(100)는, 파지부(104)에 대해 위치 제어 대신에 힘 제어를 행하도록 제어의 종류를 전환해도 된다.

<9-2. 효과>

이상 설명한 바와 같이, 제8 실시 형태에 따르면, 파지부(104)와 물체의 접촉 전후에, 실행하는 제어의 종류, 또는 제어 파라미터의 값을 적절하게 전환할 수 있다.

<<10. 제9 실시 형태>>

이상, 제8 실시 형태에 대해 설명하였다. 다음으로, 본 개시에 관한 제9 실시 형태에 대해 설명한다. 후술하는 바와 같이, 제9 실시 형태에 의하면, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과뿐만 아니라, 역각 센서(108)에 의한 센싱 결과도 동시에 사용하여, 파지부(104)에 대한 물체의 미끄럼양을 검출할 수 있다. 이하에서는, 제1 실시 형태와 다른 내용에 대해서만 설명하기로 하고, 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

<10-1. 기능 구성>

도 12는, 제9 실시 형태에 관한 로봇(10)의 기능 구성의 예를 나타낸 블록도이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 제9 실시 형태에서는, 도 2에 나타낸 제1 실시 형태와 비교하여, 역각 센서(108)와 미끄럼 검출부(112)가 접속되어 있는 점만 다르다.

제9 실시 형태에 관한 미끄럼 검출부(112)는, 접촉력 특정부(110)에 의해 산출된 개개의 접촉점에서의 접촉력과, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과와, 역각 센서(108)에 의한 센싱 결과에 기초하여, 파지부(104)와 물체가 접촉하고 있는 동안의 당해 물체의 미끄럼양을 검출한다.

<<11. 변형예>>

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 개시의 적합한 실시 형태에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 개시는 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 개시가 속하는 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 사람이라면, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하고, 이들에 대해서도, 당연히 본 개시의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해될 것이다.

<11-1. 변형예 1>

예를 들어, 제8 실시 형태에 관한 본체 제어부(212)는, 제8 실시 형태에 관한 로봇(10)만이 갖는 예에 한정되지 않는다. 다른 임의의 실시 형태에 관한 로봇(10)도, 본체 제어부(212)를 마찬가지로 가져도 된다.

<11-2. 변형예 2>

다른 변형예로서, 전술한 각 실시 형태에서는, 본 개시에 관한 접촉부가 파지부(104)인 예에 대해 설명하였지만, 본 개시는 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 당해 접촉부는, 반드시 물체를 파지 가능한 구성을 갖는 예에 한정되는 것은 아니며, 물체와 접촉 가능한 구성을 갖고 있으면 된다. 일례로서, 로봇(10)은, 당해 접촉부를 물체에 대해 압박 가능하거나, 또는 잡아당김 가능하거나 할 수 있다. 예를 들어, 당해 접촉부는, 로봇(10)이 갖는 임의의 부위(예를 들어, 동체부, 암부, 또는 다리부 등)의 표면이어도 된다.

<11-3. 변형예 3>

다른 변형예로서, 전술한 각 실시 형태에서는, 본 개시에 관한 제어 장치가 로봇(10)인 예에 대해 설명하였지만, 본 개시는 이러한 예에 한정되지 않고, 당해 제어 장치는, 로봇(10)과는 다른 장치여도 된다. 예를 들어, 당해 제어 장치는, 서버, 범용 PC(Personal Computer), 태블릿형 단말기, 게임기, 스마트폰 등의 휴대 전화, 예를 들어 HMD(Head Mounted Display)나 스마트워치 등의 웨어러블 디바이스, 차량 탑재 장치(카 내비게이션 장치 등), 또는 다른 로봇(예를 들어, 휴머노이드 로봇이나 드론 등)이어도 된다.

이 경우, 당해 제어 장치가, 상기한 소정의 네트워크를 통해 로봇(10)의 행동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 당해 제어 장치는, 먼저, 촉각 센서(106)에 의한 센싱 결과와, 역각 센서(108)에 의한 센싱 결과를 로봇(10)으로부터 수신하고, 그리고 이들 센싱 결과에 기초하여, 파지부(104)와 물체가 접촉하였을 때의 각 접촉점에서의 접촉력을 산출할 수 있다.

<11-4. 변형예 4>

또한, 전술한 처리의 흐름에 있어서의 각 스텝은, 반드시 기재된 순서를 따라 처리되지는 않아도 된다. 예를 들어, 각 스텝은, 적절하게 순서가 변경되어 처리되어도 된다. 또한, 각 스텝은, 시계열적으로 처리되는 대신에, 일부 병렬적으로 또는 개별적으로 처리되어도 된다. 또한, 기재된 스텝 중 일부가 생략되거나, 또는 다른 스텝이 더 추가되거나 해도 된다.

또한, 전술한 각 실시 형태에 의하면, CPU, ROM 및 RAM 등의 하드웨어를, 전술한 각 실시 형태에 관한 로봇(10)의 각 구성 요소(예를 들어, 접촉력 특정부(110), 미끄럼 검출부(112), 및 파지 제어부(100) 등)와 동등한 기능을 발휘시키기 위한 컴퓨터 프로그램도 제공 가능하다. 또한, 당해 컴퓨터 프로그램이 기록된 기억 매체도 제공된다.

또한, 본 명세서에 기재된 효과는, 어디까지나 설명적 또는 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 즉, 본 개시에 관한 기술은, 상기한 효과와 함께, 또는 상기한 효과 대신에, 본 명세서의 기재로부터 당업자에게는 명확한 다른 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 이하와 같은 구성도 본 개시의 기술적 범위에 속한다.

(1)

접촉부에 배치되어 있는 촉각 센서에 의한 센싱 결과와, 상기 접촉부에 배치되어 있는 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하는, 상기 접촉부와 물체가 접촉하였을 때의 접촉력에 따라서, 상기 접촉부와 관련된 파지력을 제어하는 파지 제어부

를 구비하는, 제어 장치.

(2)

상기 접촉부는, 파지부이며,

상기 파지 제어부는, 상기 촉각 센서에 의한 센싱 결과로부터 특정되는, 상기 파지부와 상기 물체가 하나 이상의 점에서 접촉하였을 때의 개개의 접촉점에 관한 정보와, 상기 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하여 산출된 상기 개개의 접촉점에서의 접촉력에 따라서, 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 상기 (1)에 기재된 제어 장치.

(3)

상기 개개의 접촉점에 관한 정보는, 상기 개개의 접촉점의 총 수와, 상기 개개의 접촉점의 위치 관계를 나타내는 정보를 포함하는, 상기 (2)에 기재된 제어 장치.

(4)

상기 개개의 접촉점에 관한 정보는, 상기 개개의 접촉점 사이의 접촉 강도비를 더 포함하는, 상기 (3)에 기재된 제어 장치.

(5)

상기 개개의 접촉점의 위치 관계를 나타내는 정보는, 상기 파지부 내의 상기 개개의 접촉점의 위치 정보를 포함하는, 상기 (4)에 기재된 제어 장치.

(6)

상기 파지 제어부는, 상기 개개의 접촉점에 관한 정보와, 상기 역각 센서에 의한 센싱 결과로부터 특정되는, 상기 파지부와 상기 물체의 접촉력의 합력에 기초하여 산출된 상기 개개의 접촉점에서의 접촉력에 따라서 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 제어 장치.

(7)

상기 파지부에는 액추에이터가 연결되어 있거나, 혹은 상기 파지부는 액추에이터를 포함하고,

상기 파지 제어부는, 상기 개개의 접촉점에 관한 정보와, 상기 역각 센서에 의한 센싱 결과로부터 특정되는 상기 액추에이터의 발생력에 기초하여 산출된, 상기 파지부와 상기 물체가 하나 이상의 점에서 접촉하였을 때의 개개의 접촉점에서의 접촉력에 따라서 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 제어 장치.

(8)

상기 개개의 접촉점에 관한 정보와, 상기 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하여, 상기 개개의 접촉점에서의 접촉력을 산출하는 접촉력 산출부를 더 구비하는, 상기 (4) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 제어 장치.

(9)

상기 촉각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하여, 상기 파지부에 대한 상기 물체의 미끄럼양을 검출하는 미끄럼 검출부를 더 구비하는, 상기 (8)에 기재된 제어 장치.

(10)

상기 미끄럼 검출부는 또한, 상기 접촉력 산출부에 의해 산출된 상기 개개의 접촉점에서의 접촉력에 기초하여, 상기 파지부에 대한 상기 물체의 미끄럼양을 검출하는, 상기 (9)에 기재된 제어 장치.

(11)

상기 미끄럼 검출부는 또한, 상기 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하여, 상기 파지부에 대한 상기 물체의 미끄럼양을 검출하는, 상기 (10)에 기재된 제어 장치.

(12)

또한, 상기 미끄럼 검출부는, 상기 파지부와 상기 물체의 접촉이 검출되었는지 여부에 기초하여, 상기 파지부에 대한 상기 물체의 미끄럼양을 검출할지 여부를 결정하는, 상기 (10) 또는 (11)에 기재된 제어 장치.

(13)

상기 파지 제어부는, 상기 접촉력 산출부에 의해 산출된 상기 개개의 접촉점에서의 접촉력과, 상기 미끄럼 검출부에 의해 검출된 미끄럼양에 따라서, 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 상기 (9) 내지 (12) 중 어느 한 항에 기재된 제어 장치.

(14)

상기 파지 제어부는 또한, 유저에 의해 지정된, 상기 파지부와 상기 물체의 접촉 시의 접촉력의 상한값에 따라서, 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 상기 (13)에 기재된 제어 장치.

(15)

상기 파지 제어부는 또한, 유저에 의해 지정된, 상기 물체에 대한 상기 파지부의 접촉력의 목표값에 따라서, 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 상기 (13) 또는 (14)에 기재된 제어 장치.

(16)

상기 파지 제어부는 또한, 상기 파지부가 상기 물체를 과거에 파지하였을 때의 상기 물체의 상태와 상기 파지부의 파지력의 관계성을 나타내는 정보에 따라서, 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 상기 (13) 내지 (15) 중 어느 한 항에 기재된 제어 장치.

(17)

상기 파지 제어부는 또한, 상기 파지부가 상기 물체에 접촉하고 있는 동안의 상기 물체의 상태의 인식 결과에 따라서, 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 상기 (13) 내지 (16) 중 어느 한 항에 기재된 제어 장치.

(18)

상기 파지 제어부는 또한, 상기 파지부에 대해 행하는 제어의 종류, 또는 상기 파지부에 관한 제어 파라미터를, 상기 파지부와 상기 물체의 접촉이 검출되었는지 여부에 따라서 전환하는, 상기 (13) 내지 (17) 중 어느 한 항에 기재된 제어 장치.

(19)

접촉부에 배치되어 있는 촉각 센서에 의한 센싱 결과와, 상기 접촉부에 배치되어 있는 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하는, 상기 접촉부와 물체가 접촉하였을 때의 접촉력에 따라서 프로세서가, 상기 접촉부와 관련된 파지력을 제어하는 것

을 포함하는, 제어 방법.

(20)

컴퓨터를,

접촉부에 배치되어 있는 촉각 센서에 의한 센싱 결과와, 상기 접촉부에 배치되어 있는 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하는, 상기 접촉부와 물체가 접촉하였을 때의 접촉력에 따라서 상기 접촉부와 관련된 파지력을 제어하는 파지 제어부

로서 기능시키기 위한 프로그램.

10: 로봇
100: 파지 제어부
102: 파지력 산출부
104: 파지부
106: 촉각 센서
108: 역각 센서
110: 접촉력 특정부
112: 미끄럼 검출부
130: 액추에이터
150: 접촉 개소수 산출부
152: 접촉 위치 산출부
154: 접촉 강도 산출부
156: 접촉력 산출부
200: 접촉력 역치 기억부
202: 물체 인식부
204: 접촉력 상한 특정부
206: 입력부
208: 파지 상태 인식부
210: 접촉 검출부
212: 본체 제어부

Claims (20)

1. 접촉부에 배치되어 있는 촉각 센서에 의한 센싱 결과와, 상기 접촉부에 배치되어 있는 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하는, 상기 접촉부와 물체가 접촉하였을 때의 접촉력에 따라서, 상기 접촉부와 관련된 파지력을 제어하는 파지 제어부
   를 구비하는, 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 접촉부는, 파지부이며,
   상기 파지 제어부는, 상기 촉각 센서에 의한 센싱 결과로부터 특정되는, 상기 파지부와 상기 물체가 하나 이상의 점에서 접촉하였을 때의 개개의 접촉점에 관한 정보와, 상기 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하여 산출된 상기 개개의 접촉점에서의 접촉력에 따라서, 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 제어 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 개개의 접촉점에 관한 정보는, 상기 개개의 접촉점의 총 수와, 상기 개개의 접촉점의 위치 관계를 나타내는 정보를 포함하는, 제어 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 개개의 접촉점에 관한 정보는, 상기 개개의 접촉점 사이의 접촉 강도비를 더 포함하는, 제어 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 개개의 접촉점의 위치 관계를 나타내는 정보는, 상기 파지부 내의 상기 개개의 접촉점의 위치 정보를 포함하는, 제어 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 파지 제어부는, 상기 개개의 접촉점에 관한 정보와, 상기 역각 센서에 의한 센싱 결과로부터 특정되는, 상기 파지부와 상기 물체의 접촉력의 합력에 기초하여 산출된 상기 개개의 접촉점에서의 접촉력에 따라서 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 제어 장치.
7. 제4항에 있어서,
   상기 파지부에는 액추에이터가 연결되어 있거나, 혹은 상기 파지부는 액추에이터를 포함하고,
   상기 파지 제어부는, 상기 개개의 접촉점에 관한 정보와, 상기 역각 센서에 의한 센싱 결과로부터 특정되는 상기 액추에이터의 발생력에 기초하여 산출된, 상기 파지부와 상기 물체가 하나 이상의 점에서 접촉하였을 때의 개개의 접촉점에서의 접촉력에 따라서 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 제어 장치.
8. 제4항에 있어서,
   상기 개개의 접촉점에 관한 정보와, 상기 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하여, 상기 개개의 접촉점에서의 접촉력을 산출하는 접촉력 산출부를 더 구비하는, 제어 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 촉각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하여, 상기 파지부에 대한 상기 물체의 미끄럼양을 검출하는 미끄럼 검출부를 더 구비하는, 제어 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 미끄럼 검출부는 또한, 상기 접촉력 산출부에 의해 산출된 상기 개개의 접촉점에서의 접촉력에 기초하여, 상기 파지부에 대한 상기 물체의 미끄럼양을 검출하는, 제어 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 미끄럼 검출부는 또한, 상기 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하여, 상기 파지부에 대한 상기 물체의 미끄럼양을 검출하는, 제어 장치.
12. 제10항에 있어서,
    또한, 상기 미끄럼 검출부는, 상기 파지부와 상기 물체의 접촉이 검출되었는지 여부에 기초하여, 상기 파지부에 대한 상기 물체의 미끄럼양을 검출할지 여부를 결정하는, 제어 장치.
13. 제9항에 있어서,
    상기 파지 제어부는, 상기 접촉력 산출부에 의해 산출된 상기 개개의 접촉점에서의 접촉력과, 상기 미끄럼 검출부에 의해 검출된 미끄럼양에 따라서, 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 제어 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 파지 제어부는 또한, 유저에 의해 지정된, 상기 파지부와 상기 물체의 접촉 시의 접촉력의 상한값에 따라서, 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 제어 장치.
15. 제13항에 있어서,
    상기 파지 제어부는 또한, 유저에 의해 지정된, 상기 물체에 대한 상기 파지부의 접촉력의 목표값에 따라서 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 제어 장치.
16. 제13항에 있어서,
    상기 파지 제어부는 또한, 상기 파지부가 상기 물체를 과거에 파지하였을 때의 상기 물체의 상태와 상기 파지부의 파지력의 관계성을 나타내는 정보에 따라서, 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 제어 장치.
17. 제13항에 있어서,
    상기 파지 제어부는 또한, 상기 파지부가 상기 물체에 접촉하고 있는 동안의 상기 물체의 상태의 인식 결과에 따라서, 상기 파지부의 파지력을 제어하는, 제어 장치.
18. 제13항에 있어서,
    상기 파지 제어부는 또한, 상기 파지부에 대해 행하는 제어의 종류, 또는 상기 파지부에 관한 제어 파라미터를, 상기 파지부와 상기 물체의 접촉이 검출되었는지 여부에 따라서 전환하는, 제어 장치.
19. 접촉부에 배치되어 있는 촉각 센서에 의한 센싱 결과와, 상기 접촉부에 배치되어 있는 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하는, 상기 접촉부와 물체가 접촉하였을 때의 접촉력에 따라서 프로세서가, 상기 접촉부와 관련된 파지력을 제어하는 것
    을 포함하는, 제어 방법.
20. 컴퓨터를,
    접촉부에 배치되어 있는 촉각 센서에 의한 센싱 결과와, 상기 접촉부에 배치되어 있는 역각 센서에 의한 센싱 결과에 기초하는, 상기 접촉부와 물체가 접촉하였을 때의 접촉력에 따라서 상기 접촉부와 관련된 파지력을 제어하는 파지 제어부
    로서 기능시키기 위한 프로그램.

Images