WO2020246263A1 - 制御装置および方法、並びに、プログラム - Google Patents

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bearing capacity
unit
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成田　哲也
智子 永仮
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ソニー株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to control devices and methods and programs, and more particularly to control devices and methods and programs that allow an object to be supported with a more appropriate bearing capacity.
  • This disclosure has been made in view of such a situation, and is intended to enable an object to be supported with a more appropriate bearing capacity.
  • the control device on one side of the present technology includes a bearing capacity control unit that controls the bearing capacity for supporting the object based on the information on the shape of the contact portion in contact with the object and the information on the shearing force of the contact portion. It is a control device.
  • the control method of one aspect of the present technology is a control method for controlling the bearing force for supporting the object based on the information on the shape of the contact portion in contact with the object and the information on the shearing force of the contact portion.
  • the program of one aspect of the present technology functions as a bearing force control unit that controls the bearing capacity for supporting the object based on the information on the shape of the contact portion in contact with the object and the information on the shearing force of the contact portion. It is a program.
  • the bearing capacity for supporting the object is controlled based on the information on the shape of the contact portion in contact with the object and the information on the shearing force of the contact portion. ..
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of an embodiment of a gripping system to which the present technology is applied.
  • the gripping system 100 is a system for gripping an object, and has a control device 101 and a gripping device 102 as shown in FIG.
  • the control device 101 is communicably connected to the gripping device 102, and can control the drive of the gripping device 102.
  • the control device 101 can drive the gripping device 102 so as to grip the object, or the gripping device 102 can control the gripping force for gripping the object.
  • the control device 101 can also acquire the information obtained by the gripping device 102.
  • the control device 101 can control the drive of the gripping device 102 by using the information acquired from the gripping device 102.
  • the gripping device 102 performs processing related to gripping an object.
  • the gripping device 102 can be driven according to the control of the control device 101 to grip an object with a gripping force specified by the control device 101.
  • ⁇ Initial slip> In robot tasks such as grasping and walking an object, it is necessary to control the surrounding environment and the contact force with an object in grasping and walking. However, if the environment or the physical quantity of the object is unknown, it becomes difficult to control. For example, in grip control, it is necessary to control the gripping force that does not slide and destroy the object, but in the case of an unknown object whose physical quantity (mass, center of gravity position, friction coefficient, etc.) is unknown, determine an appropriate gripping force. Is difficult and has become an issue for robot control.
  • Initial slip is a phenomenon in which only a part of the contact surface starts to slip, and is also called a precursor phenomenon of total slip. As shown in FIG. 2, when the initial slip region gradually expands and spreads over the entire contact region, the object transitions to the generally-called “slip” (also referred to as total slip) and is in contact with the object. And relative movement with the environment occurs.
  • fixing refers to a state in which static friction occurs over the entire contact surface between the fingertip and the gripping object (the object gripped by the gripping device 102), and there is no relative movement between the two.
  • slip overall slip
  • all slip refers to a state in which dynamic friction is generated and relative movement is accompanied between two objects in contact with each other.
  • it refers to sliding in which dynamic friction occurs over the entire contact surface between the fingertip and the gripping object, and the relative movement is accompanied between the two.
  • Initial slip is a phenomenon in which dynamic friction occurs at a part of the contact surface between the fingertip and the gripping object, which is also called a precursory phenomenon in which the above-mentioned slip (overall slip) occurs. It is said that this initial slip state exists during the transition from the "fixed” state to the “slip” state. In the initial sliding state, no relative movement occurs between the fingertip and the gripping object.
  • the minimum gripping force that an object can hold without slipping can be calculated. If the object can be gripped with the minimum gripping force, the possibility of destroying the object by gripping can be further suppressed.
  • the initial slip is a very minute change in the contact surface, and in order to detect it, it is necessary to stably generate and detect the initial slip. Further, in order to control the progress of the initial slip, it is necessary to quantify the progress of the initial slip. Conventionally, a method for quantifying and stably detecting initial slippage and a configuration for that purpose have not been proposed. In addition, no proposal of a control method using the detection result has been made.
  • the contact region is a "fixed region” where initial slip has not occurred (that is, a partial region of the contact surface between the fingertip and the gripping object where static friction has occurred) and initial slip has occurred. It is divided into a "sliding area" (that is, a partial area of the contact surface between the fingertip and the gripping object where dynamic friction is generated).
  • the degree of slippage can be indicated by the ratio of these two regions.
  • the ratio of the fixed region to the contact region is defined as the “fixed ratio”.
  • FEM Finite Element
  • shear force F X As (Unit Newtons (N)) increases, the slip region spreads from the periphery of the contact surface, adhesion ratio transits to all slipping region becomes 0% There is. Therefore, in order to grip the object without slipping, it can be said that the gripping force should be adjusted so that the sticking rate does not become 0%.
  • the "shear direction” is a direction orthogonal to the normal direction and indicates a direction parallel to the contact surface. It is the same as the direction in which slip occurs.
  • ⁇ Contact curved surface shape and adhesion rate> The curvature of the curved contact surface is varied as the graph shown in A of FIG. 6, for each, as the graph shown in B of FIG. 6, a plot of how the change in the fixed rate with respect to shear force F X.
  • the curvature is a quantity representing the degree of bending of a line or a surface.
  • the curvature is the reciprocal of the radius of curvature.
  • the contact curved surface is assumed to be a linear function (cone in three dimensions) or a higher-order curve.
  • a curved surface having a higher order than the thicker line is shown.
  • the larger the order the smoother the curved surface.
  • the graph B in FIG. 6 also shows a curved surface having a higher order than the thicker line.
  • the contact pressure has a different distribution depending on the location, and the initial slip gradually occurs from the part where the pressure is weak. That is, the gentler the curved surface, the more uniform the contact pressure, and the faster the initial slip progresses.
  • the rate of change in the sticking rate increases as the curved surface becomes steeper, becomes smaller as the curved surface becomes gentler, and drops sharply to 0 at a certain point.
  • the higher the rate of change the higher the detection accuracy. Therefore, it can be said that the steeper the curved surface, the higher the sticking rate detection accuracy.
  • the contact curved surface represents the contact surface between the robot fingertip and the object in terms of robot grip. This is a relative surface shape, and the same result can be obtained, for example, when the spherical fingertip and the planar object are in contact with each other and when the planar fingertip and the spherical object are in contact with each other.
  • the fixing rate changes as shown in the graph of FIG. 7 according to the magnitude of the shearing force.
  • the fixing rate sharply decreases when the shearing force increases to some extent.
  • the thicker the line the larger the ratio of the curved surface (the lower the plane mixture ratio), and the change in the adhesion rate on the contact surface. That is, as the plane mixing ratio of the contact surface increases, the fixing ratio sharply decreases with a smaller shearing force.
  • the change in the adhesion rate depends not only on the shape of the contact curved surface but also on the coefficient of friction.
  • the graph shown in FIG. 8 is a plot of changes in the adhesion rate when they are brought into contact with each other with different friction coefficients. As shown in this graph, the lower the coefficient of friction, the faster the rate of decrease in the adhesion rate. If the coefficient of friction is known in advance, or if the coefficient of friction can be measured, then the shear force can be more easily controlled in response to the corresponding change in fixation rate. Also, if the coefficient of friction is unknown, the sticking rate is not uniquely determined, so if a decrease in the sticking rate can be detected and controlled to maintain the sticking rate of 100%, the object can be gripped with the minimum force without slipping off. be able to.
  • the change in the sticking rate depends on the friction coefficient.
  • the coefficient of friction is known in advance
  • the change in the adhesion rate can be known in advance from the information on the contact curved surface, so that the relationship can be used for control. Even if the coefficient of friction is not known in advance, it can be controlled by guessing the sticking rate change model or making assumptions.
  • the change in the adhesion rate depends on the "shape of the contact surface" and the "coefficient of friction".
  • the shape of the contact curved surface can be roughly estimated by grasping the curved surface shape of the fingertip in advance.
  • the coefficient of friction is often unknown and can be estimated in advance, but it is difficult to obtain an accurate value due to problems such as accuracy.
  • the fixation rate is derived by focusing on the shear displacement / shear force distribution.
  • the contact surface is a curved surface and the information n (curvature, curved surface or plane) of the curved surface is known, the following equation (with respect to the contact area S, gripping force F N , and curved surface information n)
  • a generally proposed elastic contact model (Hertz) may be used as the contact model from which the relationship derived from the contact model h is derived, as in 3).
  • the sticking ratio R stic can be derived as shown in the following equation (4).
  • This relational expression means that the sticking ratio can be expressed by using the function ⁇ (u X ) that does not depend on the unknown friction coefficient ⁇ . Therefore, the sticking rate can be controlled by measuring and controlling the shear displacement u X. For example, even if the coefficient of friction is unknown, the adhesion rate can be maintained at 100% by setting u X to, for example, 0. In addition, by assuming a certain range of friction coefficient, it is possible to control the adhesion rate with u X in a certain range width.
  • Method using shear displacement distribution / shear force distribution> Method using shear displacement distribution / shear force distribution>
  • the fixation rate can be obtained as an absolute value even if the friction coefficient is unknown.
  • the shear force distribution on the contact surface in the situation where the initial slip occurs is as shown in the graph of FIG.
  • the shear force becomes discontinuous at the boundary between the sliding region and the fixing region.
  • the ratio of the fixed region can be calculated, and the fixed ratio can be obtained. This discontinuity exists at any coefficient of friction.
  • the following method can be mentioned as an example of the method of detecting the discontinuity.
  • ⁇ The gradient of the shear force is calculated and the part where the sign of the gradient changes is regarded as a discontinuous point.
  • shear displacement is the amount of deformation in the shear direction.
  • unit a unit of length (for example, meters or millimeters) is used.
  • shear displacement refers to the amount of deformation of an object in the shear direction due to the action of shear force. Even if the same shear force is applied, the shear displacement changes depending on the rigidity of the object (the harder the object, the smaller the shear displacement).
  • the shear force distribution may be calculated by converting the shear displacement into the shear force by using a sensor that can measure the shear force by the distribution or by using a sensor that can measure the shear displacement by the distribution.
  • control device 101 controls the gripping device 102 in step S101, causes the gripping device 102 to detect the shear displacement, and calculates the shear displacement amount at each point.
  • step S102 the control device 101 converts the shear displacement amount into a shear force.
  • step S103 the control device 101 determines whether or not processing has been performed for all points. If it is determined that there are unprocessed points, the process returns to step S101, and the subsequent processes are repeated. That is, each process of steps S101 to S103 is executed at all points. Then, if it is determined in step S103 that the processing has been performed for all the points, the processing proceeds to step S104.
  • step S104 the control device 101 aggregates and stores the point information of all the nodes.
  • the shear force distribution derivation process is completed.
  • the relationship between shear displacement and shear force may be calibrated in advance.
  • a calibration method for example, as shown in FIG. 11, a method of pressing the detection node 151 against the horizontal plane 152 or the like to acquire the sensor value can be considered.
  • An example of the flow of the shear force distribution derivation process executed for performing such calibration will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • step S152 the control device 101 controls the gripping device 102 and acquires the sensor values of all the nodes.
  • step S153 the control device 101 determines whether or not the sensor value data is stable. If it is determined that it is not stable, the process returns to step S152. The processes of steps S152 and S153 are repeated until the data stabilizes. Then, if it is determined in step S153 that the data is stable, the process proceeds to step S154.
  • step S154 the control device 101 stores the sensor value.
  • the shear force distribution derivation process is completed.
  • Method 3 Method using time change of shear displacement distribution / shear force distribution>
  • the above-mentioned “method 2" is a method of obtaining the fixation rate from the distribution information of the shear displacement and the shear force at a certain time.
  • the sticking rate can be obtained from the time change of the distribution information.
  • a phenomenon called stick-slip phenomenon in which "slip” and “sticking” are repeated, may occur.
  • this phenomenon changes as shown in the graph of A in FIG. 13 are observed as shear displacements in the sliding region and changes in shear force over time.
  • the shear force and shear displacement may be constant according to Coulomb's law.
  • a change as shown in B of FIG. 13 is observed, in which the change becomes constant when switching from sticking to slipping.
  • the ratio of the fixed area can be calculated and the fixed rate can be measured.
  • Method 1 a change in the fixing rate is predicted from information such as the curvature of the contact surface and the shape, and the gripping force is controlled.
  • the sticking rate can be obtained from the actual measurement result. That is, it can be said that the method 1 is a feedforward that predicts a change in the sticking rate in advance, and the method 2 is a feedback that uses an actual measurement result. Therefore, by controlling the combination of both of these, it is possible to improve the responsiveness by predicting the sticking rate while being robust against the modeling error between the model information of the contact surface and the actual contact surface. Since the method 3 can be said to be feedback as in the method 2, the method 1 and the method 3 can be combined in the same manner.
  • CoP is the pressure center value, and is the point of action of the force when the pressure distributed with a spatial spread is collectively expressed as one force.
  • the unit is the unit of length (for example, m). It is often obtained by coordinates. The idea is similar to the center of gravity. Further, in the equation (5), if u X and ⁇ x cop do not match, correction may be performed by using a correction coefficient / function or the like.
  • ⁇ Maximum pressure point Calculate the displacement in the shear direction from the coordinates of the maximum pressure value. For example, as shown in FIG. 14A, when the flexible deformation layer 161 is deformed by contacting with the object 162, the position of the maximum pressure point in the pressure distribution generated by the contact with the object 162 changes. Therefore, as shown in B of FIG. 14, the displacement 163 of the maximum pressure point is obtained as the displacement in the shear direction. Since the maximum pressure is vulnerable to noise, a filter generally used in image processing such as an averaging filter may be used.
  • the shear displacement can be detected by the following method.
  • the contact area can be distinguished from the non-contact area by changes in color and texture. Therefore, as in the example shown in FIG. 16, the shear displacement amount can be calculated by obtaining the movement amount of the entire contact region 171.
  • shear displacement is detected by tracking the feature points on the surface of the gripped object on the contact surface and the markers 172 and scales provided in advance in the flexible deformation layer. be able to.
  • the accuracy can be further improved by making the contact surface a curved surface.
  • the pressure distribution at the time of plane contact and the pressure distribution at the time of curved surface contact as shown in FIG. 18 in the case of plane contact, the pressure distribution becomes more unstable depending on the contact state than in the case of curved surface contact, and shearing occurs. There was a risk that the displacement could not be measured stably.
  • FIG. 19A A main configuration example of the gripping device 102, which is an embodiment of the support device to which the present technology is applied, is shown in FIG. 19A.
  • the gripping device 102 has a finger portion 201A and a finger portion 201B, which can be used to grip an object.
  • the finger portion 201 when it is not necessary to distinguish between the finger portion 201A and the finger portion 201B, they are referred to as the finger portion 201.
  • the gripping device 102 will be described as having two finger portions 201, but the gripping device 102 may include any number (for example, three or more) of finger portions 201.
  • the finger portion 201A is provided with the sensor 211A and the flexible deformation layer 212A.
  • the finger portion 201B is provided with the sensor 211B and the flexible deformation layer 212B.
  • the sensor 211A and the sensor 211B are referred to as the sensor 211.
  • the flexible deformable layer 212 it is referred to as the flexible deformable layer 212. That is, the sensor 211 and the flexible deformation layer 212 are formed on each of the plurality of fingers that grip the object.
  • the sensor 211 can have an arbitrary sensing device such as a pressure sensor or an image sensor, and can detect arbitrary information according to the sensing device. For example, the sensor 211 detects information about the shear force of a portion of the surface of the flexible deformation layer 212 that is in contact with an object.
  • Each sensor 211 is communicably connected to the control device 101 by a circuit or the like (not shown), and supplies the detected information to the control device 101.
  • the flexible deformable layer 212 is an elastic body that comes into contact with a supporting object at least on a part of the surface. As described in the first embodiment, the rate of change of the fixing rate changes depending on the curvature and shape of the curved surface. By utilizing this property and using elastic bodies with multiple curvatures / shapes, it is possible to design the sticking rate measurement accuracy required for movements and applications.
  • the power grasp that grips the object 231 as shown in C of FIG. 19 and the grip of the object 231 as shown in B of FIG. 19 are gripped. It can be divided into two types: precision grasp (fingertip gripping).
  • the power grasp is used when the object to be gripped has a high mass, or when it is necessary to support the moment acting on the object such as the handle of a frying pan. Therefore, the portion of the surface of the flexible deformable layer 212 that comes into contact with the object during power grasping is formed by a curved surface having a small curvature so that the contact area can be easily increased.
  • Precision Grasp can measure and grasp an object with higher accuracy.
  • the precision grasp is used when gripping a very soft and brittle object or the like. Therefore, the portion of the surface of the flexible deformable layer 212 that comes into contact with the object during precision grasping is formed of a curved surface having a large curvature so that the contact area tends to be narrowed.
  • the flexible deformable layer 212 has a plurality of curvatures whose surfaces are different from each other (composed of a plurality of curvatures).
  • the surface of the flexible deformable layer 212 around the fingertip of the finger portion 201 is formed with a curved surface having a large curvature for precision grasping
  • the surface of the abdominal portion of the flexible deformable layer 212 of the finger portion 201 is a curved surface having a small curvature. Is formed.
  • the flexible deformable layer 212 can be used for gripping both the power grasp and the precision grasp. By doing so, it is possible to suppress the reduction of the sticking rate detection accuracy in the precision grasp and the reduction of the contact area in the power grasp.
  • the curvature of the surface of the flexible deformable layer 212 may be three or more. That is, it is possible to support a wider variety of gripping methods. Further, fingertips having different curvatures may be mounted on different fingers. Control such as using different fingers depending on the object to be grasped can be considered.
  • the flexible deformation layer 212 may be laminated on the sensor 211.
  • the sensor 211 may be able to obtain information on the contact portion between the flexible deformable layer 212 and the object (for example, information on the shearing force) via the flexible deformable layer 212.
  • the sensor 211 uses an image sensor to detect information on the contact portion, a transparent material is used for the flexible deformable layer 212, and the image sensor displays the state of the contact portion via the transparent flexible deformable layer 212. It suffices to be able to take an image.
  • control device 101 can stably determine the sliding region and the fixing region, and the gripping device 102 can grip with the minimum force that does not slip.
  • the sensor 211 and the flexible deformation layer 212 may not be laminated, and the sensor 211 may detect the information of the contact portion without going through the flexible deformation layer 212.
  • the surface of the flexible deformable layer 212 may be composed of a flat surface and a curved surface. By doing so, it is possible to determine the sliding region and the fixing region without reducing the contact area (while keeping it wide). As in the example shown in FIG. 20C, the surface of the flexible deformable layer 212 may be calibrated in a conical shape.
  • the surface of the flexible deformable layer 212 may be composed of a surface having irregularities (a jagged surface) and a curved surface. By doing so, it is possible to detect a change in the fixing rate while suppressing a reduction in the friction coefficient.
  • the surface of the flexible deformable layer 212 may have a curvature according to the direction.
  • the surface of the flexible deformable layer 212 may have a predetermined curvature only in a predetermined direction, as in the example shown in FIG. 21A.
  • the surface of the flexible deformable layer 212 is formed in a semi-cylindrical shape and has a predetermined curvature in a direction perpendicular to the longitudinal direction (sliding direction indicated by an arrow in the figure).
  • the flexible deformable layer 212 having such a shape detects slip in a predetermined direction (slip direction), the accuracy of slip detection can be improved as compared with other directions.
  • the flexible deformable layer 212 becomes simpler, it can be manufactured more easily. In addition, an increase in manufacturing cost can be further suppressed.
  • the portions of the surface of the flexible deformable layer 212 that can come into contact with the object may have a plurality of curvatures different from each other.
  • the accuracy of slip detection and the size of the contact area can be adjusted according to the dynamic range of the gripping force.
  • the slip detection accuracy can be improved in the portion where the gripping force is small, and conversely, the reduction in the contact area can be suppressed in the portion where the gripping force is large. ..
  • the senor 211 may be arranged in a curved surface.
  • the sensor 211 is laminated on the flexible deformation layer 212 whose surface is curved.
  • the sensor 211 is arranged in a curved surface shape, and the flexible deformation layer 212 is laminated on the curved surface.
  • the hardness of the flexible deformable layer 212 may be non-uniform. That is, the hardness of the flexible deformable layer 212 may be different depending on the location. For example, as shown in A of FIG. 22, the flexible deformed layer 212 is vertically divided into three, and the hardness of the flexible deformed layer 212-1 and the flexible deformed layer 212-3 is compared with the hardness of the flexible deformed layer 212-2. (The hardness of the flexible deformable layer 212-2 is lower than the hardness of the flexible deformable layer 212-1 and the flexible deformable layer 212-2). Further, for example, as shown in B of FIG.
  • the hardness of the central portion (flexible deformable layer 212-4) of the flexible deformable layer 212 is lower than the hardness of the peripheral portion (flexible deformable layer 212-5). You may do so. Further, as shown in C of FIG. 22, the flexible deformable layer 212 is divided into three in the horizontal direction, the hardness of the flexible deformable layer 212-6 is the lowest, the hardness of the flexible deformable layer 212-8 is the highest, and the flexible deformable layer 212 is deformed. The hardness of layers 212-7 may be between them.
  • the dynamic range of the gripping force and the shearing force that can detect slippage can be widened.
  • the slip detection accuracy sensitivity
  • the mass range of the object that can be finally grasped can be expanded.
  • the shear displacement amount of the flexible deformed layer can be adjusted according to the force range, so that the dynamic range can be widened.
  • the surface shape of the flexible deformable layer 212 may be a shape in which a plurality of curved surfaces are arranged. As shown in A of FIG. 23, in this case, the flexible deformation layer 212 is composed of a flat portion and a plurality of curved surface-shaped portions 212R protruding from the flat portion.
  • FIG. 23B The pressure distribution when the flexible deformation layer 212 having such a shape comes into contact with an object is shown in FIG. 23B in a pressure contour diagram.
  • This pressure contour diagram shows the case where the curved surface portion 212R is 4 (2 ⁇ 2) as an example.
  • the coordinates of the pressure center point in each curved surface portion 212R are represented by (x i , y i ).
  • each pressure center point in each curved surface portion 212R moves as shown in the pressure contour diagram of C in FIG. 23.
  • the coordinates of each pressure center point after movement are expressed as (x 1 ', y 1 ').
  • This relational expression can be derived for the number of curved surface portions 212R, and the unknowns ⁇ , t x , and t y can be obtained from the results.
  • the least squares method and the like can be mentioned. By using this method, the amount of shear displacement in the rotational direction can be obtained, so that the rotational / translational sticking rate can be measured at the same time.
  • a plurality of portions 212R having a curved surface of the flexible deformation layer 212 may be laminated on the sensor 211. By doing so, it becomes possible to detect rotational slip as described above. Further, since the gripping force can be controlled based on the rotation direction information, more accurate gripping force control can be realized.
  • the surface of the flexible deformable layer 212 is composed of a flat portion and a plurality of curved surface-shaped portions 212R protruding from the flat portion. You may. With such a configuration, since the space between the plurality of curved surface-shaped portions 212R is filled with the flat surface-shaped portion, the distance between the curved surface-shaped portions 212R is less likely to change. Therefore, the slip detection accuracy can be improved. Further, since the plurality of curved surface-shaped portions 212R are coupled to one flexible layer, it is possible to more easily suppress an increase in misalignment when mounting. Thereby, the slip detection accuracy can be improved.
  • a flexible deformable layer 212S having a different hardness so as to include a plurality of curved surface-shaped portions 212R.
  • the curved surface portion 212R-1, the curved surface portion 212R-2, and the curved surface portion 212R-3 are flexible deformations having different hardnesses from those portions so as to include them. It is covered by layer 212S.
  • the wear of the curved surface portion 212R can be suppressed. Further, since the object is in contact with the object on a curved surface, a difference in contact pressure is generated in the contact region, and the slip detection accuracy can be improved.
  • another curved flexible deformable layer 212S may be laminated on the plurality of curved portions 212R.
  • the flexible deformable layer 212 has a first elastic body having a plurality of surfaces having a first curvature and a second elastic body having a surface having a second curvature superimposed on the plurality of first elastic bodies. It may have 2 elastic bodies. Then, the hardness of the first elastic body may be different from the hardness of the second elastic body.
  • the hardness of the plurality of curved surface portions 212R may be changed depending on the location.
  • the hardness of each of the curved surface-shaped portion 212R-1 to the curved surface-shaped portion 212R-3 is not unified (there is a curved surface-shaped portion 212R having a hardness different from the others). That is, the hardness of the plurality of elastic bodies having a curved surface may be different from each other.
  • a plurality of curved surface flexible deformation layers may be arranged so as to be sandwiched from above and below so as not to overlap each other.
  • the flexible deformable layer 212S having the same shape is laminated on the flexible deformable layer 212 having a plurality of curved surface-shaped portions 212R with its orientation turned upside down. That is, the second elastic body has a surface of the first curvature opposite to the direction of the surface of the first curvature of the first elastic body.
  • the curved surface portion 212SR of the flexible deformation layer 212S is located between the curved surface-shaped portion 212R-1 and the curved surface-shaped portion 212R-2.
  • the hardness of the flexible deformable layer 212 may be changed locally.
  • the portion 212-1 shown by the diagonal line pattern of the flexible deformation layer 212 is set to have a higher hardness than the portion 212-2 shown by the white background.
  • a cross-sectional view of the dotted line AA'of A in FIG. 26 is shown in B of FIG.
  • the portion 212-1 having a hardness higher than that of the portion 212-2 is formed from the surface to the sensor 211 side.
  • the flexible deformable layer 212 may have a plurality of local portions having a hardness higher than that of the surroundings.
  • rotational slip detection becomes possible without explicitly creating a plurality of curved surface flexible deformation layers. Further, since the shape is not uneven, it is possible to reduce the possibility that each curved surface flexible deformation layer is caught and broken, and the durability of the flexible deformation layer 212 can be improved.
  • the height of the unevenness may be changed depending on the location so that the envelope surface is a curved surface.
  • the envelope surface is a surface given so as to be in contact with a plurality of curves arranged in space.
  • the flexible deformation layer 212 in which a plurality of curved surface-shaped portions 212R (concavo-convex shape) are arranged, if there is a curved surface or a plane that passes through all the vertices of each curved surface-shaped portion 212R, it is referred to as an envelope surface.
  • the curved portion 212R-2 is higher than the curved portion 212R-2 and the curved portion 212R-3, and the envelope surface 251 in contact with them (indicated by the dotted line in the figure).
  • the surface is formed in a curved surface. That is, the heights of the curved portions 212R are different from each other.
  • the pressure detected at each unevenness at the time of contact with the object becomes a value corresponding to the curved surface contact (in the case of the example of C in FIG. 26, the pressure becomes higher in the central portion.
  • the contact pressure becomes different as it goes to the periphery), so the accuracy of initial slip detection can be improved.
  • each curved surface portion 212R of the flexible deformable layer 212 may be formed at a position based on a predetermined regularity. Further, as in the example shown in E of FIG. 26, each curved surface portion 212R of the flexible deformation layer 212 may be formed at an arbitrary position.
  • the position of the curved surface flexible deformation layer is flexible with respect to the mounting position and shape without any design restrictions. Further, by changing the density of the curved surface flexible deformation layer depending on the location, the accuracy of slip detection can be flexibly changed according to the location, and the calculation load can be dispersed.
  • control device 101 may calculate the amount of shear displacement and control the gripping force so that the shear displacement becomes zero. By doing so, the object can be gripped without slipping.
  • FIG. 27 shows a main configuration example of the control device 101 in that case.
  • the control device 101 includes a shear displacement amount detection unit 301, a shear displacement amount calculation unit 302, a gripping force calculation unit 303, and an actuator control unit 304.
  • the shear displacement amount detecting unit 301 relates to a shearing force generated between the surface of the flexible deformation layer 212 of the gripping device 102, which is a contacting portion that comes into contact with the object, and the object when the gripping device 102 grips the object. Performs processing related to detection of information (also referred to as information on shearing force of contact portion).
  • the shear displacement amount detection unit 301 performs processing related to detection of information on shear displacement as information on the shear force.
  • the shear displacement amount detecting unit 301 has, for example, a sensor for detecting the shear displacement such as a pressure distribution sensor and an image sensor, and a signal processing block for signal processing the output signal of the sensor.
  • the shear displacement amount detection unit 301 detects the shear displacement as a CoP change amount, a contact region movement amount, or the like, as described in ⁇ Specific example of the method for measuring the shear displacement amount> of the first embodiment.
  • the shear displacement amount detection unit 301 supplies the detected information (CoP change amount, contact area movement amount, etc.) to the shear displacement amount calculation unit 302 as information on the shear force of the contact portion (or information on the shear displacement). ..
  • the shear displacement amount calculation unit 302 calculates the shear displacement amount.
  • the shear displacement amount calculation unit 302 converts information on the shear force of the contact portion supplied from the shear displacement amount detection unit 301 (or information on shear displacement, for example, CoP change amount, contact area movement amount, etc.) into the shear displacement amount. It is converted and supplied to the gripping force calculation unit 303.
  • the gripping force calculation unit 303 calculates the gripping force (torque / force).
  • the gripping force calculation unit 303 calculates the gripping force corresponding to the shear displacement amount supplied from the shear displacement amount calculation unit 302. For example, the gripping force calculation unit 303 calculates a gripping force that makes the shear displacement amount supplied from the shear displacement amount calculation unit 302 zero. That is, the gripping force calculation unit 303 calculates the gripping force based on the information regarding the shearing force of the contact portion (or the information regarding the shear displacement). The gripping force calculation unit 303 supplies the calculated gripping force to the actuator control unit 304.
  • the actuator control unit 304 controls the drive of the gripping device 102.
  • the actuator control unit 304 controls the gripping device 102 and drives the gripping device 102 so as to generate a gripping force supplied from the gripping force calculating unit 303 (for example, supporting an object with the gripping force). That is, the actuator control unit 304, which is a drive control unit, controls the drive of the support unit (for example, the gripping device 102) that supports the object, and the bearing force controlled by the bearing force control unit (for example, the gripping force calculation unit 303). Support the object with.
  • the shear displacement amount detection unit 301 detects information on the shear force (for example, CoP change amount, contact region movement amount, etc.) in step S301.
  • step S302 the shear displacement amount calculation unit 302 calculates the shear displacement amount based on the information on the shear force of the contact portion (or the information on the shear displacement) detected in step S301.
  • step S303 the gripping force calculation unit 303 calculates the gripping force (bearing force) based on the shear displacement amount calculated in step S302.
  • step S304 the actuator control unit 304 controls the drive of the actuator of the gripping device 102 so as to support the object with the gripping force (supporting force) calculated in step S303.
  • step S304 When the process of step S304 is completed, the control process is completed.
  • the control device 101 can control the gripping force (supporting force) of the gripping device 102 based on the detected shearing force (for example, shear displacement) of the contact portion. Therefore, the control device 101 can support the object with a more appropriate bearing force with respect to the gripping device 102.
  • FIG. 29 is a block diagram showing a main configuration example of the control device 101 in that case. As shown in FIG. 29, in this case, the control device 101 has a gripping force measuring unit 311 in addition to the configuration of the example of FIG. 27.
  • the gripping force measuring unit 311 has a torque sensor, a triaxial force sensor, and the like, and measures the gripping force (also referred to as the actual gripping force) actually applied to the object by the gripping device 102.
  • the gripping force measuring unit 311 supplies the measured actual gripping force (torque / force) to the gripping force calculating unit 303.
  • the gripping force calculation unit 303 is supplied from the shear displacement amount (that is, information on the shear force of the contact portion (or information on the shear displacement)) supplied from the shear displacement amount calculation unit 302 and the grip force measurement unit 311.
  • the gripping force applied to the gripping device 102 is calculated based on the actual gripping force. That is, the gripping force calculation unit 303 corrects the gripping force calculated from the shear displacement amount by using the actual gripping force.
  • the gripping force calculation unit 303 supplies the calculated gripping force to the actuator control unit 304.
  • the control device 101 can perform gripping force control with higher accuracy.
  • step S323 the gripping force measuring unit 311 measures the gripping force actually applied to the object.
  • the gripping force calculation unit 303 includes the shear displacement amount calculated in step S322 (that is, information on the shear force of the contact portion (or information on the shear displacement)) and the gripping force measured in step S323.
  • the gripping force to be output to the gripping device 102 is calculated based on (the gripping force calculated based on the shear displacement amount is corrected by the measured gripping force).
  • step S325 is executed in the same manner as the process of step S304 (FIG. 28).
  • step S326 the control device 101 determines whether or not to end the control process. If it is determined that the process does not end, the process returns to step S323. That is, each process of step S323 to step S326 is repeatedly executed.
  • step S326 the control process ends.
  • the control device 101 can control the gripping force (supporting force) of the gripping device 102 using the actually measured gripping force. Therefore, the control device 101 can perform more accurate gripping force control. Therefore, the control device 101 can support the object with a more appropriate bearing force with respect to the gripping device 102.
  • FIG. 31 is a block diagram showing a main configuration example of the control device 101 in that case. As shown in FIG. 31, in this case, the control device 101 has a contact information holding unit 321 in addition to the configuration of the example of FIG. 27.
  • the contact information holding unit 321 has an arbitrary storage medium such as a flash memory, and stores contact information, which is information regarding contact between the gripping device 102 and an object gripped by the gripping device 102, in the storage medium. ..
  • the contact information holding unit 321 supplies the held contact information to the gripping force calculation unit 303.
  • the gripping force calculation unit 303 is supplied from the shear displacement amount (that is, information on the shear force of the contact portion (or information on the shear displacement)) supplied from the shear displacement amount calculation unit 302 and the contact information holding unit 321.
  • the gripping force is calculated based on the contact information.
  • the gripping force calculation unit 303 supplies it to the actuator control unit 304.
  • This contact information includes, for example, information regarding the shape of the surface (that is, the contact portion in contact with the object) of the flexible deformation layer 212 of the gripping device 102. That is, the gripping force calculation unit 303, which is a bearing force control unit, has information on the surface shape of the flexible deformable layer 212 and the amount of shear displacement (that is, information on the shear force of the contact portion (or information on shear displacement)). Based on, the gripping force (that is, the supporting force for supporting the object) is controlled.
  • the contact information holding unit 321 stores information on the surface shape of the flexible deformation layer 212 of the gripping device 102 in the storage medium, and the gripping force calculation unit 303 relates to the shear displacement amount (that is, the shearing force of the contact portion).
  • the gripping force is controlled based on the information (or information on the shear displacement) and the information on the surface shape of the flexible deformation layer 212 of the gripping device 102 held by the contact information holding unit 321. May be good.
  • the information regarding this shape may include, for example, information indicating the curvature of the surface of the flexible deformable layer 212 (information indicating the curvature of the surface of the contact portion). That is, the gripping force calculation unit 303 determines the gripping force based on the information indicating the curvature of the surface of the flexible deformation layer 212 and the amount of shear displacement (that is, information on the shear force of the contact portion (or information on the shear displacement)). May be controlled.
  • a position control unit that controls the position of the contact portion in contact with the object may be further provided based on the information indicating the curvature of the surface of the flexible deformable layer 212.
  • the gripping force calculation unit 303 further serves as a position control unit to bring an object into contact with a portion having a large curvature of the flexible deformable layer and grip it by precision grasping (fingertip gripping), or a portion having a small curvature of the flexible deformable layer.
  • the gripping device 102 may be controlled so that the gripping device 102 may be gripped by the power grasping method.
  • the information regarding this shape may include information indicating the shape of the surface of the flexible deformable layer 212 (for example, whether it is a flat surface or a curved surface, etc.). That is, the gripping force calculation unit 303 performs the gripping force based on the information indicating the shape of the surface of the flexible deformation layer 212 and the shear displacement amount (that is, the information on the shear force of the contact portion (or the information on the shear displacement)). May be controlled.
  • the contact information may include information on the curved surface of the object to be contacted by the gripping device 102. That is, the gripping force calculation unit 303 is based on information on the curved surface of the object to be contacted by the gripping device 102 and the amount of shear displacement (that is, information on the shearing force of the contacting portion (or information on shear displacement)). The gripping force may be controlled.
  • the contact information and the information about the shape may include information other than those described above.
  • the gripping force calculation unit 303 can perform the gripping force calculation unit 303.
  • the minimum required gripping force can be calculated with higher accuracy.
  • control device 101 further includes a recognition unit (or a detection unit that detects the contact information) that recognizes the contact information, and the contact information output from the recognition unit (or the detection unit) is stored in the contact information holding unit 321. It should be held by.
  • step S343 the gripping force calculation unit 303 is based on the shear displacement amount calculated in step S342 and the contact information held in the contact information holding unit 321 (for example, the curvature of the flexible deformable layer). , Calculate the gripping force. That is, the gripping force calculation unit 303, which is a bearing force control unit, is based on information on the shape of the contact portion in contact with the object (contact information) and information on the shear force of the contact portion (or information on shear displacement). The bearing force (grip force) that supports the object is controlled.
  • step S344 is executed in the same manner as the process of step S304 (FIG. 28). Then, when the process of step S344 is completed, the control process is completed.
  • the control device 101 can control the gripping force (bearing force) of the gripping device 102 by using the shear displacement amount and the contact information (for example, the curvature of the flexible deformed layer). it can. Therefore, the control device 101 can support the object with a more appropriate bearing force with respect to the gripping device 102.
  • the slip direction can be determined from the direction of shear displacement.
  • the control device 101 can perform control such as allowing the sliding only in a certain direction or preventing the sliding on the contrary.
  • FIG. 33 is a block diagram showing a main configuration example of the control device 101 in that case.
  • the control device 101 has a gripping force determining unit 331 in addition to the configuration of the example of FIG. 27.
  • the gripping force calculation unit 303 calculates the gripping force for each direction (for example, for each x, y, ⁇ , etc.). That is, the control device 101 has a gripping force calculation unit 303 (grip force calculation unit 303-1 to gripping force calculation unit 303-N (N is an arbitrary natural number)) for each direction (for example, for each x, y, ⁇ , etc.). To be equipped with.
  • the shear displacement amount calculation unit 302 calculates the shear displacement amount for each direction (for example, for each x, y, ⁇ , etc.) and calculates each of the calculated shear displacement amounts as a gripping force calculation unit corresponding to each direction. It is supplied to 303 (one of the gripping force calculation unit 303-1 to the gripping force calculation unit 303-N).
  • the gripping force calculation unit 303-1 to the gripping force calculation unit 303-N are gripping force calculation units 303 provided for each direction (for example, for each x, y, ⁇ , etc.), and each of them has a direction corresponding to itself (for example, x, y, ⁇ , etc.).
  • the gripping force in that direction is calculated based on the shear displacement amount (that is, the slip amount in that direction) of x, y, ⁇ , etc.). That is, in this case, the gripping force calculation unit 303 (grip force calculation unit 303-1 to gripping force calculation unit 303-N) has a shear displacement amount for each direction (that is, information regarding the shear force for each direction of the contact portion (or). , Information on shear displacement in each direction)), and the gripping force in each direction is derived.
  • the gripping force calculation unit 303 corresponding to the rotation direction ⁇ controls the bearing force based on the rotation slip which is the slip in the rotation direction with respect to the contact portion of the object.
  • This rotational slip is derived based on the pressure distribution applied to the object gripped by the contact. That is, the gripping force calculation unit 303, which is a bearing force control unit, controls the bearing force based on the detection result of the distribution of the pressure applied to the object by the contacting portion.
  • the gripping force calculation unit 303-1 to the gripping force calculation unit 303-N supply the calculated gripping force (torque / force) for each direction to the gripping force determining unit 331.
  • the gripping force determining unit 331 determines the gripping force to be output from the gripping force in each supplied direction (for example, x, y, ⁇ , etc.).
  • the gripping force determining unit 331 supplies the determined gripping force to the actuator control unit 304. That is, in this case, the gripping force calculation unit 303 (grip force calculation unit 303-1 to gripping force calculation unit 303-N) and the gripping force determination unit 331 are shear displacement amounts for each direction (that is, for each direction of the contact portion).
  • the gripping force is derived based on the information on the shear force (or the information on the shear displacement in each direction).
  • control device 101 By controlling the gripping force according to the direction of sliding in this way, the control device 101 realizes more various support controls such as allowing slipping only in a certain direction or preventing slipping in the opposite direction. be able to.
  • step S362 the shear displacement amount calculation unit 302 calculates the shear displacement amount for each direction (for example, for each x, y, ⁇ , etc.) based on the information detected in step S361.
  • step S363 the gripping force calculation unit 303 calculates the gripping force for each direction based on the shear displacement amount for each direction calculated in step S362.
  • step S364 the gripping force determining unit 331 determines the gripping force to be output from the gripping force for each direction calculated in step S363.
  • step S365 the actuator control unit 304 controls the drive of the actuator of the gripping device 102 so as to support the object with the gripping force (supporting force) determined in step S364. Then, when the process of step S365 is completed, the control process is completed.
  • control device 101 can control the gripping force according to the direction of sliding, and can realize more various support controls.
  • FIG. 35 is a block diagram showing a main configuration example of the control device 101 in that case. As shown in FIG. 35, in this case, the control device 101 has a control parameter storage unit 341 in addition to the configuration of the example of FIG. 33.
  • the control parameter storage unit 341 has an arbitrary storage medium (for example, a flash memory or the like), and has a control parameter 342 (control parameter 342-1) for each direction (for example, x, y, ⁇ , etc.) used for calculating the gripping force.
  • the control parameter 342-M (M is an arbitrary natural number) is stored in the storage medium.
  • the control parameter storage unit 341 supplies the stored control parameter 342 to the gripping force calculation unit 303 as needed.
  • the control parameter may be any information.
  • it may be a control gain or a control target of PID (Proportional-Integral-Differential Controller).
  • the shear displacement amount calculation unit 302 calculates the shear displacement amount for each direction (for example, for each x, y, ⁇ , etc.), and the gripping force calculation unit 303 calculates the shear displacement amount for each direction (for example, for each direction (x, y, ⁇ , etc.)).
  • the gripping force is calculated for each x, y, ⁇ , etc.).
  • the gripping force calculation unit 303 is based on the shear displacement amount for each direction supplied from the shear displacement amount calculation unit 302 and the control parameters for each direction supplied from the control parameter storage unit 341 for each direction (for example,). , X, y, ⁇ , etc.).
  • the gripping force determining unit 331 determines the gripping force to be output from the gripping force for each direction (for example, x, y, ⁇ , etc.) calculated by the gripping force calculating unit 303.
  • the gripping force calculation unit 303 can calculate the minimum required gripping force with higher accuracy for each direction.
  • step S384 and step S385 are executed in the same manner as each process of step S364 and step S365 (FIG. 34). Then, when the process of step S385 is completed, the control process is completed.
  • control device 101 can control the gripping force with higher accuracy according to the direction of sliding.
  • the task command unit 351 is a processing unit that commands a task to the gripping device 102.
  • the task command unit 351 may have an input device that receives a command from the outside.
  • the task command unit 351 supplies the command to the slide direction designation unit 352.
  • the slip direction designation unit 352 determines a direction in which slip is allowed (or a direction in which slip is not allowed), a direction in which the gripping force is increased, and the like based on the task commanded by the task command unit 351.
  • the sliding direction designation unit 352 determines a control parameter such as a gain for each direction used for calculating the gripping force
  • the gripping force calculation unit 303 grip force calculation unit 303-1 to the gripping force calculation unit 303) corresponding to that direction is determined. -N) is supplied.
  • information indicating the direction is supplied to the gripping force determining unit 331.
  • Each gripping force calculation unit 303 is based on the shear displacement amount for each direction supplied from the shear displacement amount calculation unit 302 and the control parameters for each direction supplied from the slip direction designation unit 352 for each direction (for example, for example.
  • the gripping force (for each x, y, ⁇ , etc.) is calculated and supplied to the gripping force determining unit 331.
  • the gripping force determining unit 331 determines the gripping force to be output based on the gripping force for each direction supplied from each gripping force calculating unit 303 and the determination method control information supplied from the sliding direction designating unit 352. For example, the gripping force determining unit 331 outputs a gripping force to be output in accordance with instructions such as "ignore the gripping force in the X direction" and “allow sliding in the Y direction” supplied from the sliding direction designating unit 352. decide.
  • the gripping force calculation unit 303 can calculate the gripping force according to the command of the task.
  • the control device 101 can realize a wider variety of support controls.
  • step S403 the task command unit 351 receives the task command.
  • step S404 the slip direction designation unit 352 sets the slip direction designation such as the control parameters for each direction and the determination method control information described above based on the task command.
  • step S405 the gripping force calculation unit 303 determines the gripping force based on the shear displacement amount for each direction calculated in step S362 and the sliding direction designation (control parameter for each direction) set in step S404. Calculated for each direction.
  • step S406 the gripping force determining unit 331 determines the gripping force based on the gripping force for each direction calculated in step S405 and the sliding direction designation (determination method control information) set in step S404.
  • step S407 is executed in the same manner as the process of step S365 (FIG. 34). Then, when the process of step S407 is completed, the control process is completed.
  • control device 101 can control the gripping force in response to the task command.
  • control result is not always as ideal. For example, depending on the actual situation such as control error and obstacle, correct control result may not be obtained. Therefore, it is also possible to recognize the position, posture, etc. (environment) of the surrounding or gripping object, and perform support control based on the recognition result.
  • the environment recognition unit 361 recognizes the posture and position of the surrounding or gripped object, and derives the difference between the recognition result and the target value.
  • the environment recognition unit 361 supplies information indicating the difference to the slide direction designation unit 352.
  • the sliding direction designation unit 352 sets the sliding direction designation (control parameters for each direction, determination method control information, etc.) based on the information and the information of the task command.
  • control device 101 may change the posture of the object, for example, by operating the arm, but it is also possible to slide the object to change the position and posture of the object.
  • the gripping force calculation unit 303 can realize more accurate and more diverse support control according to the actual situation.
  • step S424 the environment recognition unit 361 recognizes the environment.
  • step S425 the slip direction designation unit 352 sets the slip direction designation such as the control parameters for each direction and the determination method control information described above based on the task command and the recognition result of the environment.
  • Each process of steps S426 to S428 is executed in the same manner as each process of steps S405 to S407 of FIG. 38. Then, when the process of step S428 is completed, the control process is completed.
  • control device 101 can control the gripping force according to the task command and the environment.
  • FIG. 41 is a block diagram showing a main configuration example of the control device 101 in that case.
  • the control device 101 includes a shear displacement amount distribution detection unit 401, a shear displacement amount distribution calculation unit 402, a shear force distribution calculation unit 403, a distribution information processing unit 404, and a fixation rate calculation unit 405. It has a target fixing rate setting unit 406, a gripping force calculation unit 303, and an actuator control unit 304.
  • the shear displacement amount distribution detection unit 401 performs processing related to detection of the distribution of information related to shear displacement as information related to shear force. Similar to the shear displacement detection unit 301, the shear displacement distribution detection unit 401 signals a sensor for detecting information related to shear displacement, such as a pressure distribution sensor and an image sensor, and an output signal of the sensor. It has a signal processing block to be used. However, the shear displacement amount distribution detection unit 401 detects information on the shear displacement (for example, the amount of change in CoP and the amount of movement in the contact region) at all observation points and generates the distribution information. The shear displacement distribution detection unit 401 supplies distribution information of information on the shear displacement to the shear displacement distribution calculation unit 402.
  • the shear displacement distribution calculation unit 402 uses the distribution information of the shear displacement information supplied from the shear displacement distribution detection unit 401 (for example, CoP change amount for all observation points, contact area movement amount, etc.) as the shear displacement amount. It is converted into distribution information (for example, the amount of shear displacement for all observation points), and the distribution information is supplied to the shear force distribution calculation unit 403.
  • distribution information for example, the amount of shear displacement for all observation points
  • the shear force distribution calculation unit 403 calculates the shear force distribution information based on the shear displacement amount distribution information supplied from the shear displacement amount distribution calculation unit 402. For example, the shear force distribution calculation unit 403 converts the shear displacement amount into a shear force for all observation points. The shear force distribution calculation unit 403 supplies the calculated shear force distribution information to the distribution information processing unit 404.
  • the distribution information processing unit 404 detects discontinuities from the distribution information of the shear force supplied from the shear force distribution calculation unit 403 (for example, the graph of FIG. 9). The distribution information processing unit 404 supplies information indicating the discontinuity to the fixation rate calculation unit 405.
  • the sticking rate calculation unit 405 identifies the sticking region and the slip region based on the information indicating the discontinuity supplied from the distribution information processing unit 404, and calculates the sticking rate from those identified regions.
  • the sticking rate calculation unit 405 supplies the calculated sticking rate to the gripping force calculation unit 303.
  • the target fixing rate setting unit 406 sets a target value of the fixing rate (also referred to as a target fixing rate) and supplies it to the gripping force calculation unit 303.
  • the gripping force calculation unit 303 calculates the gripping force based on the fixing rate calculated by the fixing rate calculation unit 405 and the target fixing rate set by the target fixing rate setting unit 406, and calculates the gripping force by the actuator control unit 304. Supply to. That is, the gripping force calculation unit 303, which is a bearing force control unit, calculates the bearing force based on the distribution of the shearing force derived using the distribution of the shear displacement amount calculated from the distribution of the detected information on the shear displacement. Control.
  • the actuator control unit 304 controls the gripping device 102 and drives the gripping device 102 so as to generate a gripping force supplied from the gripping force calculation unit 303 (for example, supporting an object with the gripping force).
  • control device 101 can perform support control by applying the method 2.
  • the distribution information processing unit 404 may detect the discontinuity using the distribution information of the shear displacement amount. In that case, the shear force distribution calculation unit 403 may be omitted.
  • the shear displacement amount distribution detection unit 401 detects information on the shear displacement amount distribution (for example, distribution information such as CoP change amount and contact area movement amount) as information on the shear force in step S441. To do.
  • step S442 the shear displacement distribution calculation unit 402 calculates the shear displacement distribution information based on the information detected in step S401.
  • step S443 the shear force distribution calculation unit 403 calculates the shear force distribution information using the distribution information of the shear displacement amount calculated in step S402.
  • step S444 the distribution information processing unit 404 detects the discontinuity point based on the distribution information of the shear force calculated in step S443.
  • step S445 the sticking rate calculation unit 405 identifies a sticking region and a slipping region based on the discontinuity detected in step S444, and calculates the sticking rate based on each of the specified regions.
  • step S446 the target sticking rate setting unit 406 sets the target sticking rate, which is the target value of the sticking rate.
  • step S447 the gripping force calculation unit 303 calculates the gripping force (supporting force) based on the sticking rate calculated in step S445 and the target sticking rate set in step S446.
  • step S448 the actuator control unit 304 controls the drive of the actuator of the gripping device 102 so as to support the object with the gripping force (supporting force) calculated in step S447.
  • step S447 When the process of step S447 is completed, the control process is completed.
  • FIG. 43 is a block diagram showing a main configuration example of the control device 101 in that case. As shown in FIG. 43, in this case, the control device 101 has a distribution information storage unit 411 and a distribution time series information processing unit 412 instead of the distribution information processing unit 404 in the example of FIG. 41.
  • the distribution information storage unit 411 has a storage medium such as a flash memory, and stores the distribution information of the shear force calculated by the shear force distribution calculation unit 403.
  • the distribution information storage unit 411 generates distribution time-series information, which is information indicating a time-series change in the shear force distribution information, based on the stored shear force distribution information at each time, and generates distribution time-series information. It is supplied to the information processing unit 412.
  • the distribution time series information processing unit 412 acquires the latest shear force distribution information from the shear force distribution calculation unit 403. Further, the distribution time series information processing unit 412 acquires the past distribution time series information supplied from the distribution information storage unit 411. The distribution time-series information processing unit 412 identifies a slip region and a fixed region based on the distribution time-series information of the shear forces.
  • the sticking rate calculation unit 405 calculates the sticking rate based on the slip region and the sticking region specified by the distribution time series information processing unit 412.
  • the gripping force calculation unit 303 which is a bearing force control unit, controls the bearing force based on the time-series change of the shear force distribution generated by using the distribution information storage unit 411.
  • the support control can be performed by applying the method 3.
  • the distribution time series information processing unit 412 may detect the discontinuity using the distribution information of the shear displacement amount. In that case, the shear force distribution calculation unit 403 may be omitted.
  • step S464 the distribution information storage unit 411 stores the distribution information of the shear force calculated by the process of step S463.
  • Each process of steps S466 to S469 is executed in the same manner as each process of steps S445 to S448. Then, when the process of step S469 is completed, the control process is completed.
  • the control device 101 can control the gripping force (supporting force) of the gripping device 102 by applying the method 3. Therefore, the control device 101 can support the object with a more appropriate bearing force with respect to the gripping device 102.
  • FIG. 45 is a block diagram showing a main configuration example of the control device 101 in that case.
  • the control device 101 includes a shear displacement amount distribution detection unit 401 to a target fixation rate setting unit 406, a gripping force calculation unit 303-1 and a gripping force calculation unit 303-2, and an actuator control unit. It has 304, a contact information holding unit 321 and an arithmetic unit 421 and an arithmetic unit 422.
  • the target fixing rate setting unit 406 sets the target fixing rate
  • the target fixing rate setting unit 406 feeds forward the target fixing rate to the gripping force calculation unit 303-1.
  • the gripping force calculation unit 303-1 calculates the gripping force based on the feedforward target sticking rate and the contact information held by the contact information holding unit 321.
  • the gripping force calculation unit 303-1 supplies the calculated gripping force to the actuator control unit 304 via the calculation unit 422.
  • the shear displacement amount distribution detection unit 401 to the fixation rate calculation unit 405 perform processing in the same manner as in the case of FIG. 41.
  • the sticking rate calculation unit 405 feeds back the calculated sticking rate to the calculation unit 421.
  • the target fixing rate setting unit 406 supplies the set target fixing rate to the calculation unit 421.
  • the calculation unit 421 subtracts the sticking rate calculated by the sticking rate calculation unit 405 from the target sticking rate.
  • the calculation unit 421 supplies the calculation result to the gripping force calculation unit 303-2.
  • the gripping force calculation unit 303-2 supplies the difference in the sticking rate supplied from the calculation unit 421 to the gripping force calculation unit 303-2.
  • the gripping force calculation unit 303-2 calculates the gripping force based on the difference and supplies it to the calculation unit 422.
  • the calculation unit 422 adds the gripping force supplied from the gripping force calculation unit 303-2 to the gripping force supplied from the gripping force calculation unit 303-1 and supplies the addition result to the actuator control unit 304. That is, the gripping force calculated by the gripping force calculating unit 303-1 is corrected by the gripping force calculated by the gripping force calculating unit 303-2.
  • the actuator control unit 304 controls the actuator using the correction result. By deriving and feeding back the sticking rate based on the information detected in this way, the control device 101 can correct the gripping force calculated by feedforward. Therefore, the control device 101 can perform more robust control. That is, the control device 101 can perform more robust and responsive control.
  • the shear displacement amount distribution detection unit 401 detects information on the shear displacement amount distribution (for example, distribution information such as CoP change amount and contact region movement amount) in step S441.
  • the target fixation rate setting unit 406 sets the target fixation rate in step S481.
  • step S482 the gripping force calculation unit 303-1 calculates the gripping force based on the target sticking rate set in step S481 and the contact information.
  • step S483 the actuator control unit 304 controls the actuator using the gripping force calculated in step S482.
  • step S489 the calculation unit 421, the gripping force calculation unit 303-2, and the calculation unit 422 correct the gripping force based on the sticking rate calculated in step S488 and the target sticking rate generated in step S481.
  • the gripping force calculation unit 303-2 calculates the gripping force corresponding to the difference between the target fixing rate and the calculated fixing rate, and the calculation unit 422 calculates it by the gripping force calculation unit 303-1. It is corrected by adding it to the calculated gripping force.
  • step S490 When each process of step S490 is completed, the control process is completed.
  • the generated shear force may be estimated from the shear displacement obtained from the tactile sensor, or a 3-axis sensor or the like may be separately attached to the fingertip.
  • FIG. 48 is a block diagram showing a main configuration example of the control device 101 in that case.
  • the control device 101 includes a shear displacement amount detecting unit 301, a shear displacement amount calculating unit 302, a friction coefficient measuring unit 441, a contact information holding unit 321 and a fixing rate calculating unit 405, and target fixing. It has a rate setting unit 406, a gripping force calculation unit 303, and an actuator control unit 304.
  • the friction coefficient measuring unit 441 measures the friction coefficient. Further, the friction coefficient measuring unit 441 may measure the gripping force F N and use it to calculate the friction coefficient. In that case, for example, the friction coefficient measuring unit 441 measures the gripping force F N and derives the friction coefficient using the F N and the force F X in the shear direction. The friction coefficient measuring unit 441 supplies the friction coefficient to the fixing rate calculating unit 405.
  • the sticking rate calculation unit 405 is based on the shear displacement amount supplied from the shear displacement amount calculation unit 302, the friction coefficient supplied from the friction coefficient measuring unit 441, and the contact information acquired from the contact information holding unit 321. Calculate the sticking rate.
  • the fixing rate calculation unit 405 supplies the calculated fixing rate to the gripping force calculation unit 303.
  • the gripping force calculation unit 303 calculates the gripping force using the target fixation rate set by the target fixation rate setting unit 406 and the fixation rate supplied from the fixation rate calculation unit 405. That is, the gripping force calculation unit 303, which is a bearing force control unit, controls the bearing force based on the friction coefficient between the object and the contacting portion.
  • control device 101 can perform more accurate gripping force control. Therefore, the control device 101 can support the object with a more appropriate bearing force with respect to the gripping device 102.
  • step S502 the shear displacement amount calculation unit 302 calculates the shear displacement amount using the information on the shear displacement amount detected in step S501.
  • step S503 the friction coefficient measuring unit 441 measures the friction coefficient.
  • step S504 the sticking rate calculation unit 405 calculates the sticking rate based on the shear displacement amount, the contact information, and the friction coefficient.
  • step S505 the gripping force calculation unit 303 calculates the gripping force based on the calculated fixing rate and the target fixing rate.
  • the actuator control unit 304 controls the actuator using the gripping force calculated in step S505.
  • step S506 When the process of step S506 is completed, the control process is completed.
  • control device 101 can perform support control using the friction coefficient.
  • FIG. 50 is a block diagram showing a main configuration example of the control device 101 in that case. As shown in FIG. 50, in this case, the control device 101 omits the friction coefficient measuring unit 441 from the configuration of the example of FIG. 48.
  • the coefficient of friction can be included in the contact information held by the contact information holding unit 321.
  • the contact information includes, for example, information indicating the shape of the flexible deformable layer, information indicating the curvature of the surface of the flexible deformable layer 212, an adhesion model, elasticity, and information on the curved surface of the object to be contacted by the gripping device 102. Etc. may be further included.
  • the information regarding the contact curved surface may be previously held in the contact information holding unit 321 as the contact information, or the result recognized on the spot may be used.
  • a recognition unit is required for recognition.
  • the target fixation rate may be obtained from the task content and the recognition result of the surrounding environment. It is also possible to change these settings depending on the sliding direction.
  • step S523 the sticking rate calculation unit 405 calculates the sticking rate based on the shear displacement amount calculated in step S522 and the contact information stored in the contact information holding unit 321.
  • step S524 and step S525 are executed in the same manner as each process of step S505 and step S506 of FIG. 49.
  • the control process is completed.
  • control device 101 can perform support control even when the friction coefficient is known in advance.
  • FIG. 52 is a block diagram showing a main configuration example of the control device 101 in that case.
  • the control device 101 has basically the same configuration as the case of the example of FIG.
  • the sticking rate calculation unit 405-1 to the sticking rate calculation unit 405-N for each direction (for example, x, y, ⁇ , etc.) and each direction (for example, x, y, ⁇ , etc.) It has a gripping force calculation unit 303-1 to a gripping force calculation unit 303-N.
  • the sticking rate calculation unit 405-1 to the sticking rate calculation unit 405-N calculate the sticking rate for each direction (for example, for each x, y, ⁇ , etc.).
  • the gripping force calculation unit 303-1 to the gripping force calculation unit 303-N calculate the gripping force for each direction (for example, for each x, y, ⁇ , etc.).
  • the shear displacement amount calculation unit 302 calculates the shear displacement amount for each direction (for example, for each x, y, ⁇ , etc.) and supplies them to the fixation rate calculation unit 405 corresponding to that direction.
  • the contact information holding unit 321 holds contact information for each direction (for example, for each x, y, ⁇ , etc.), and appropriately stores them in the same direction as the contact information.
  • the target fixing rate setting unit 406 sets the target fixing rate for each direction (for example, for each x, y, ⁇ , etc.), and sets the target fixing rate in each direction to the gripping force calculation unit 303 corresponding to that direction. Supply.
  • control device 101 can control the gripping force according to the direction of sliding. Therefore, the control device 101 can realize a wider variety of support controls.
  • step S542 the shear displacement amount calculation unit 302 calculates the shear displacement amount for each direction (for example, for each x, y, ⁇ , etc.) based on the information detected in step S541.
  • step S543 the sticking rate calculation unit 405-1 to the sticking rate calculation unit 405-N have the shear displacement amount for each direction calculated in step S542 and the contact information for each direction held by the contact information holding unit 321. Based on, the gripping force is calculated for each direction.
  • step S544 the gripping force calculation unit 303-1 to the gripping force calculation unit 303-N have the shear displacement amount for each direction calculated in step S542 and the contact information for each direction held by the contact information holding unit 321. Based on, the gripping force is calculated for each direction.
  • step S544 the actuator control unit 304 calculates the gripping force for each direction from the gripping force for each direction calculated in step S543.
  • step S545 the actuator control unit 304 controls the drive of the actuator of the gripping device 102 so as to support the object with the gripping force (supporting force) determined in step S544. Then, when the process of step S545 is completed, the control process is completed.
  • control device 101 can control the gripping force according to the direction of sliding, and can realize more various support controls.
  • FIG. 55 is a block diagram showing a main configuration example of the control device 101 in that case.
  • the control device 101 includes an angle / position detection unit 471, a target position command unit 472, a position control unit 473, and an output determination unit 474, in addition to the configuration of the example of FIG. 27. ..
  • the angle / position detection unit 471 has an arbitrary sensor, and detects a part or all of the position or angle of the gripping device 102, such as the finger part 201, or both.
  • the angle / position detection unit 471 supplies the detected information to the position control unit 473.
  • the target position command unit 472 commands the position control unit 473 to the target position of the control target (for example, the finger unit 201, etc.).
  • the position control unit 473 is based on the target position supplied from the target position command unit 472 and the detection information of a part or all of the position and / or angle of the gripping device 102 supplied from the angle / position detection unit 471. Therefore, torque and force are generated so as to bring the position and angle of the controlled object closer to the target value, and the torque and force are supplied to the output determination unit 474.
  • the gripping force calculation unit 303 supplies the gripping force (torque / force) calculated from the shear displacement amount to the output determination unit 474.
  • the output determination unit 474 adds the torque / force supplied from the position control unit 473 and the grip force (torque / force) supplied from the grip force calculation unit 303, and supplies the torque / force to the actuator control unit 304.
  • the shear displacement amount detection unit 301 detects information on the shear displacement amount (for example, CoP change amount, contact region movement amount, etc.) in step S561.
  • step S562 the shear displacement amount calculation unit 302 calculates the shear displacement amount based on the information detected in step S561.
  • step S563 the gripping force calculation unit 303 calculates the gripping force (supporting force) based on the shear displacement amount calculated in step S562.
  • step S564 the angle / position detection unit 471 detects the (part or all) position and posture (angle) of the gripping device 102.
  • step S565 the position control unit 473 calculates the torque and force required to change the position and posture detected in step S564 to the position and posture commanded by the target position command unit 472.
  • step S566 the output determination unit 474 adds the gripping force calculated in step S563 and the torque / force derived in step S565.
  • step S567 the actuator control unit 304 controls the actuator based on the torque and force added in step S566.
  • step S567 When the process of step S567 is completed, the control process is completed.
  • control device 101 can achieve both gripping force control and position control at the same time.
  • FIG. 57 is a block diagram showing a main configuration example of the control device 101 in that case.
  • the control device 101 includes the finger unit 481-1 to the finger unit 481-L (L is an arbitrary natural number), the posture information providing unit 482, the sliding direction calculation unit 483, and the gripping force. It has a calculation unit 484.
  • the finger unit 481-1 to the finger unit 481-L show the configuration provided in each finger portion 201. In the following, when it is not necessary to distinguish between the finger unit 481-1 and the finger unit 481-L, they are referred to as the finger unit 481.
  • Each finger unit 481 has a shear displacement amount detection unit 301, a shear displacement amount calculation unit 302, and a gripping force calculation unit 303. That is, each finger unit 481 outputs the value calculated by the gripping force calculation unit 303 and supplies it to the slip direction calculation unit 483.
  • the posture information providing unit 482 detects information on the position and posture of the gripping device 102 (or its finger portion 201, etc.) and supplies it to the sliding direction calculation unit 483 and the gripping force calculation unit 484.
  • the sliding direction calculation unit 483 obtains the sliding direction based on the torque / force supplied from each finger unit 481 and the information regarding the position and posture of the gripping device 102 supplied from the posture information providing unit 482.
  • the sliding direction calculation unit 483 supplies information indicating the obtained sliding direction to the gripping force calculation unit 484.
  • the gripping force calculation unit 484 calculates the gripping force based on the information indicating the sliding direction supplied from the sliding direction calculating unit 483 and the information regarding the position and posture of the gripping device 102 supplied from the posture information providing unit 482. Then, it is supplied to the actuator control unit 304.
  • each finger portion 201 of the gripping device 102 can support the object with a more appropriate bearing force.
  • step S582 the shear displacement amount calculation unit 302 calculates the shear displacement amount for each finger based on the information on the shear displacement amount detected in step S581.
  • step S583 the gripping force calculation unit 303 calculates the gripping force for each finger based on the shear displacement amount calculated in step S582.
  • step S584 the posture information providing unit 482 derives the posture of each finger.
  • step S585 the sliding direction calculation unit 483 comprehensively calculates the sliding direction based on the gripping force and posture of each finger.
  • step S586 the gripping force calculation unit 484 corrects the gripping force of each finger based on the sliding direction.
  • step S587 the actuator control unit 304 controls the actuator of the gripping device 102.
  • step S587 When the process of step S587 is completed, the control process is completed.
  • the control device 101 can control the posture of each finger according to the surrounding situation. Therefore, the control device 101 can perform more accurate gripping force control. Therefore, the control device 101 can support the object with a more appropriate bearing force with respect to the gripping device 102.
  • Initial slip can be detected in any of the translation and rotation directions, and control can be performed in various postures and directions.
  • the initial slip detection accuracy can be improved, and as a result, the gripping accuracy can be improved. Further, by making the contact surface a curved surface, the initial slip detection accuracy can be improved. Therefore, changes due to external force can be detected with high accuracy, and stable operation is possible even in various and unknown environments.
  • the flexible deformable layer and the sensor can be separated from each other by laminating the flexible deformable layer on the sensor. If only the flexible deformation layer is damaged, it can be replaced without changing the sensor. By using a plurality of curvatures, the contact portion can be used properly according to the accuracy required for each application, and appropriate control can be realized according to the situation and the task.
  • the series of processes described above can be executed by hardware or by software.
  • the programs constituting the software are installed on the computer.
  • the computer includes a computer embedded in dedicated hardware, a general-purpose personal computer capable of executing various functions by installing various programs, and the like.
  • FIG. 59 is a block diagram showing a configuration example of computer hardware that executes the above-mentioned series of processes programmatically.
  • the CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the input / output interface 910 is also connected to the bus 904.
  • An input unit 911, an output unit 912, a storage unit 913, a communication unit 914, and a drive 915 are connected to the input / output interface 910.
  • the input unit 911 includes, for example, a keyboard, a mouse, a microphone, a touch panel, an input terminal, and the like.
  • the output unit 912 includes, for example, a display, a speaker, an output terminal, and the like.
  • the storage unit 913 includes, for example, a hard disk, a RAM disk, a non-volatile memory, or the like.
  • the communication unit 914 includes, for example, a network interface.
  • the drive 915 drives a removable medium 921 such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory.
  • the CPU 901 loads the program stored in the storage unit 913 into the RAM 903 via the input / output interface 910 and the bus 904 and executes the above-described series. Is processed.
  • the RAM 903 also appropriately stores data and the like necessary for the CPU 901 to execute various processes.
  • the program executed by the computer can be recorded and applied to the removable media 921 as a package media or the like, for example.
  • the program can be installed in the storage unit 913 via the input / output interface 910 by mounting the removable media 921 in the drive 915.
  • the program can also be provided via wired or wireless transmission media such as local area networks, the Internet, and digital satellite broadcasting.
  • the program can be received by the communication unit 914 and installed in the storage unit 913.
  • this program can be installed in advance in ROM 902 or storage unit 913.
  • this technology can be applied to a network system composed of a plurality of devices.
  • the present technology may be implemented as cloud computing that is shared and jointly processed by a plurality of devices via a network.
  • the present technology may be implemented in a cloud service that provides services to arbitrary terminals such as computers, portable information processing terminals, and IoT (Internet of Things) devices.
  • the system means a set of a plurality of components (devices, modules (parts), etc.), and it does not matter whether all the components are in the same housing. Therefore, a plurality of devices housed in separate housings and connected via a network, and a device in which a plurality of modules are housed in one housing are both systems. ..
  • Systems, devices, processing units, etc. to which this technology is applied can be used in any field such as transportation, medical care, crime prevention, agriculture, livestock industry, mining, beauty, factories, home appliances, weather, nature monitoring, etc. .. The use is also arbitrary.
  • the configuration described as one device (or processing unit) may be divided and configured as a plurality of devices (or processing units).
  • the configurations described above as a plurality of devices (or processing units) may be collectively configured as one device (or processing unit).
  • a configuration other than the above may be added to the configuration of each device (or each processing unit).
  • a part of the configuration of one device (or processing unit) may be included in the configuration of another device (or other processing unit). ..
  • the above-mentioned program may be executed in any device.
  • the device may have necessary functions (functional blocks, etc.) so that necessary information can be obtained.
  • each step of one flowchart may be executed by one device, or may be shared and executed by a plurality of devices.
  • the plurality of processes may be executed by one device, or may be shared and executed by a plurality of devices.
  • a plurality of processes included in one step can be executed as processes of a plurality of steps.
  • the processes described as a plurality of steps can be collectively executed as one step.
  • the processing of the steps for writing the program may be executed in chronological order in the order described in the present specification, or may be executed in parallel or in calls. It may be executed individually at the required timing such as when it is broken. That is, as long as there is no contradiction, the processing of each step may be executed in an order different from the above-mentioned order. Further, the processing of the step for writing this program may be executed in parallel with the processing of another program, or may be executed in combination with the processing of another program.
  • a plurality of technologies related to this technology can be independently implemented independently as long as there is no contradiction.
  • any plurality of the present technologies can be used in combination.
  • some or all of the techniques described in any of the embodiments may be combined with some or all of the techniques described in other embodiments. It is also possible to carry out a part or all of any of the above-mentioned techniques in combination with other techniques not described above.
  • a control device including a bearing force control unit that controls a bearing force that supports the object based on information on the shape of a contact portion that comes into contact with an object and information on a shearing force of the contact portion.
  • the information regarding the shape includes information indicating the curvature of the surface of the contact portion.
  • the control device according to (1) wherein the bearing capacity control unit controls the bearing capacity based on information indicating the curvature.
  • the control device controls the bearing capacity based on information about the shape held by the holding unit.
  • the information regarding the shearing force includes information indicating the amount of shear displacement of the contact portion.
  • the control device controls the bearing capacity based on information indicating the shear displacement amount.
  • the control device controls the bearing capacity based on information indicating the shear displacement amount in each direction.
  • the control controls the bearing capacity based on the information indicating the shear displacement amount calculated by using the information on the detected shearing force. apparatus.
  • any of (1) to (7) further comprising a drive control unit that controls the drive of the support unit that supports the object and supports the object with the support force controlled by the support force control unit.
  • the control device described in. The control device according to any one of (1) to (8), wherein the bearing capacity control unit controls the bearing capacity based on the detection result of the bearing capacity applied to the object.
  • the support force control unit controls the support force based on the detection result of the position and / or posture of the support unit that supports the object, according to any one of (1) to (9).
  • the information regarding the shearing force includes information regarding the shear displacement of the contact portion.
  • the bearing force control unit controls the bearing force based on the distribution of the shear force derived by using the distribution of the shear displacement amount calculated from the distribution of the detected information on the shear displacement (1) to.
  • the control device according to any one of (10).
  • (12) The control device according to (11), wherein the bearing capacity control unit controls the bearing capacity based on a time-series change in the distribution of the shearing force.
  • (13) The control device according to (11) or (12), wherein the bearing capacity control unit controls the bearing capacity based on a fixing rate calculated using the distribution of the shearing force.

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Abstract

本開示は、より適切な支持力で物体を支持することができるようにする制御装置および方法、並びに、プログラムに関する。 物体と接触する接触部の形状に関する情報と前記接触部のせん断力に関する情報とに基づいて、前記物体を支持する支持力を制御する支持力制御部を備えるようにする。このせん断力に関する情報は、例えば、接触部のせん断変位に関する情報を含む。本開示は、例えば、制御装置、制御方法、電子機器、ロボット、支持システム、把持システム、プログラム等に適用することができる。

Description

制御装置および方法、並びに、プログラム
　本開示は、制御装置および方法、並びに、プログラムに関し、特に、より適切な支持力で物体を支持することができるようにした制御装置および方法、並びに、プログラムに関する。
　従来、例えばロボット等による物体把持や歩行等のような、物体の支持の制御においては、周囲環境や物体との接触力の制御が必要であった。しかしながら、環境や物体の物理量が不明の場合、その接触力の制御が困難になるおそれがあった。例えば、把持制御においては物体を滑らさずかつ破壊しないように把持力（支持力）を制御する必要があるが、物理量（質量、重心位置、摩擦係数等）が不明な未知物体を把持する場合、適切な把持力を決定することが困難であった。
　このような支持力の制御について、例えば、圧力中心位置のずれ量に応じて把持力を増減させる方法が考えられた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００９－６６７１４号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の方法の場合、圧力中心位置ずれ量と滑りとの関係性が明らかでないため、最低限度での力で持てる保証がなかった。
　本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より適切な支持力で物体を支持することができるようにするものである。
　本技術の一側面の制御装置は、物体と接触する接触部の形状に関する情報と前記接触部のせん断力に関する情報とに基づいて、前記物体を支持する支持力を制御する支持力制御部を備える制御装置である。
　本技術の一側面の制御方法は、物体と接触する接触部の形状に関する情報と前記接触部のせん断力に関する情報とに基づいて、前記物体を支持する支持力を制御する制御方法である。
　本技術の一側面のプログラムは、物体と接触する接触部の形状に関する情報と前記接触部のせん断力に関する情報とに基づいて、前記物体を支持する支持力を制御する支持力制御部として機能させるプログラムである。
　本技術の一側面の制御装置及び方法、並びにプログラムにおいては、物体と接触する接触部の形状に関する情報とその接触部のせん断力に関する情報とに基づいて、物体を支持する支持力が制御される。
把持システムの一実施の形態の構成例を示す斜視図である。 初期滑りについて説明する図である。 把持力制御について説明する図である。 固着率について説明する図である。 接触曲率と固着率について説明する図である。 接触曲面形状と固着率について説明する図である。 接触曲面形状と固着率について説明する図である。 摩擦係数と固着率について説明する図である。 初期滑り発生時のせん断力分布について説明する図である。 せん断力分布導出処理の流れの例を説明するフローチャートである。 せん断変位とせん断力との関係のキャリブレーションについて説明する図である。 せん断力分布調整処理の流れの例を説明するフローチャート図である。 せん断力の時系列変化について説明する図である。 最大圧力点測定について説明する図である。 画像センサベースの最大圧力点測定について説明する図である。 接触領域変化の計測について説明する図である。 特徴点のトラッキングによる接触領域変化の計測について説明する図である。 圧力分布の例について説明する図である。 把持装置の主な構成例を示す図である。 柔軟変形層の構成例を説明する図である。 柔軟変形層の構成例を説明する図である。 柔軟変形層の構成例を説明する図である。 回転滑りの計測方法の例について説明する図である。 柔軟変形層の構成例を説明する図である。 柔軟変形層の構成例を説明する図である。 柔軟変形層の構成例を説明する図である。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 摩擦係数の測定の様子の例を説明する図である。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 位置・姿勢の検出の様子の例を説明する図である。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 制御装置の主な構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 コンピュータの主な構成例を示すブロック図である。
　以下、本開示を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．第１の実施の形態（把持システムと把持力制御）
　２．第２の実施の形態（把持装置と柔軟変形層の構成）
　３．第３の実施の形態（制御装置と制御処理）
　４．付記
　＜１．第１の実施の形態＞
　　＜把持システム＞
　図１は、本技術を適用した把持システムの一実施の形態の構成例を示す斜視図である。
　把持システム１００は、物体を把持するシステムであり、図１に示されるように、制御装置１０１および把持装置１０２を有する。制御装置１０１は、把持装置１０２と通信可能に接続され、把持装置１０２の駆動を制御することができる。例えば、制御装置１０１は、物体を把持するように把持装置１０２を駆動させたり、把持装置１０２が物体を把持する把持力を制御したりすることができる。また、制御装置１０１は、把持装置１０２において得られる情報を取得することもできる。例えば、制御装置１０１は、その把持装置１０２から取得した情報を用いて、把持装置１０２の駆動を制御することができる。
　把持装置１０２は、物体の把持に関する処理を行う。例えば、把持装置１０２は、この制御装置１０１の制御に従って駆動し、制御装置１０１により指定される把持力で物体を把持することができる。
　　＜初期滑り＞
　物体把持や歩行等のロボットのタスクで、把持や歩行などは、周囲環境や物体との接触力の制御が必要である。しかしながら、その環境や物体の物理量が不明の場合は制御が難しくなる。例えば把持制御においては物体を滑らさずかつ破壊しない把持力を制御する必要があるが、物理量（質量、重心位置、摩擦係数等）が不明な未知物体の場合は適切な把持力を決定することが難しく、ロボット制御の課題となっている。
　そこで注目されているのが「初期滑り」と呼ばれる現象である。初期滑りは接触面の一部のみ滑り出す現象で全体滑りの前兆現象とも呼ばれている。図２に示されるように、初期滑り領域が徐々に拡大していき接触領域全域に広がると、一般的に言われている「滑り」（全体滑りとも称する）に遷移し、接触していた物体や環境との相対的な運動が生じる。
　ここで、「固着」とは、指先と把持物体（把持装置１０２により把持する物体）との接触面全域で静止摩擦が発生し、両者の間で相対的な運動が無い状態を指す。また、「滑り（全体滑り）」とは、動摩擦が発生し接触している２つの物体間で相対的な運動を伴う状態を指す。ここでは、指先と把持物体との接触面全域で動摩擦が発生し、両者の間で相対的な運動を伴う滑りのことを指す。
　「初期滑り」とは、上述の滑り（全体滑り）が発生する前兆現象とも称される、指先と把持物体との接触面の一部で動摩擦が発生する現象のことである。「固着」状態から「滑り」状態へ遷移する間に、この初期滑り状態が存在すると言われている。初期滑り状態の場合、指先と把持物体との間で相対的な運動は生じない。
　例えば図３に示されるように、接触面に対して垂直な法線方向に働く力である把持力ｆが過剰に大きいと、物体を破壊してしまう。また、把持力ｆが適性レベルを下回ると、「初期滑り」が発生し、さらに、把持力ｆが不足すると、その「初期滑り」が「滑り」に発展し、物体を把持することができなくなる（落下させてしまう）。
　つまり、この初期滑りを検出することができれば、例えば把持制御において、物体を滑らさずに持てる最小把持力を算出することができる。物体を最小把持力で把持することができれば、把持により物体を破壊してしまう可能性をより抑制することができる。
　しかしながら、初期滑りは接触表面の非常に微小な変化であり、その検出を行うためには初期滑りを安定的に発生させ、検出することが必要である。また、初期滑りの進行度合いを制御するためには、初期滑りの進行度合いを定量化する必要がある。従来、初期滑りを定量化し、かつ安定的に検出するための手法や、そのための構成は提案されていなかった。また検出結果を利用した制御手法の提案についても行われていなかった。
　そこで初期滑りを安定的に検出し定量化するために、柔軟変形層の形状や構造と触覚センサの信号処理法を提案する。さらに定量化された初期滑りを制御に利用する手法を提案する。説明の容易性から把持制御を例に説明するが、本技術は、これに限らず、歩行制御等環境との接触を扱う支持制御全般に応用が可能である。
　　＜固着率＞
　初期滑りを制御するためには、初期滑りの度合いを定量化する必要がある。ここで、接触領域は、初期滑りが発生していない「固着領域」（つまり、指先と把持物体との接触面のうち、静止摩擦が発生している部分領域）と、初期滑りが発生している「滑り領域」（つまり、指先と把持物体との接触面のうち、動摩擦が発生している部分領域）に分けられる。滑り度合いはこの２つの領域の割合で示すことができる。ここでは、接触領域に対する固着領域の割合を「固着率」と定義する。固着率１（=100%）の場合、接触領域は、滑り領域が無く完全に固着している状態にある。逆に、固着率０の場合、接触領域は、その全てが滑り領域となり、滑り（全体滑り）が発生している状態にある。
　例えば、図４のＡに示されるように球面物体を平面指先で把持した場合、または、図４のＢに示されるように平面物体を曲面指先で把持した場合に相当する条件でFEM（Finite Element Method）解析を行った結果の例を図４のＣに示す。図４のＣにおいては、接触表面における固着率（滑り領域／固着領域）の変化の様子が示されている。濃いグレーで示される領域が固着領域を示し、薄いグレーで示される領域が滑り領域を示す。せん断方向に働く力であるせん断力FX（単位：ニュートン（N））が大きくなるにつれ、滑り領域が接触面の周囲から広がっていき、固着率が０％になると全て滑り領域へ遷移している。したがって、物体を滑らせずに把持するためには、固着率が０％にならない程度に把持力を調整すれば良いと言える。
　ここで、「せん断方向」は、法線方向に直交する方向であり、接触面に対して平行の方向を示す。滑りが発生する方向と同じである。
　　＜接触曲率と固着率＞
　固着率の変化と接触条件の関係を調査するため、図５のＡや図５のＢに示される簡易的な弾性接触モデルを基に、解析を行った。その結果、固着率の変化は「接触曲面の形状」と「摩擦係数」によって変化することが分かった。
　　＜接触曲面形状と固着率＞
　接触曲面の曲率を図６のＡに示されるグラフのように変化させて、それぞれについて、図６のＢに示されるグラフのように、せん断力FXに対する固着率の変化の様子をプロットした。
　ここで、曲率とは、線や面の曲がり具合を表す量である。曲がり具合がきつい程曲率が大きくなる。より具体的には、曲率は、曲率半径の逆数である。曲面を表現する方法の一つにy=xnの高次関数がある。高次関数のカーブを曲面で表すことで数学的に解析することができる。その場合、関数の次数nを上げていくと、0 < x < 1の範囲において、曲面がなだらかになる(勾配が小さい)。よって、接触面の次数が高くなるほど曲率が低くなる。曲面を高次関数のように数学的に表せば、曲率は関数の次数に置き換えることができる。
　接触曲面は１次関数（３次元でいうと円錐）や高次曲線を想定した。図６のＡのグラフにおいては、より太い線程より次数の大きな曲面を示している。このグラフに示されるように、次数が大きくなるほど曲面がなだらかになる。図６のＢのグラフにおいても、より太い線程より次数の大きな曲面を示している。このグラフに示されるように、曲面がなだらかになるほど、ある程度せん断力を増加させると固着率が急激に低下しやすい。これは接触を曲面にすることで、接触圧力が場所によって異なる分布を持ち、圧力が弱い部分から徐々に初期滑りが発生するためである。つまり、曲面がなだらかになる程接触圧力が均一となり、初期滑りの進行が速くなるからである。
　また、固着率の変化の割合は曲面を急にするほど大きくなり、曲面をなだらかにする程小さくなりある地点で急激に０に低下する。一般的に、変化の割合が大きい程、検出精度が上がる。そのため、曲面が急である程、固着率検出精度が上がるということが言える。
　ここで、接触曲面はロボット把持でいうところの、ロボット指先と物体との接触面のことを表している。これは相対的な面の形状であり、例えば球面指先と平面物体が接触する場合と、平面指先と球面物体が接触する場合は同じ結果が得られる。
　例えば、平面と曲面を混在させた接触形状を考える。このような平面と曲面を混在させた接触曲面の場合、固着率は、せん断力の大きさに応じて図７のグラフのように変化する。このグラフにおいて、例えば楕円で囲まれた部分のように、固着率は、せん断力がある程度大きくなると急激に低下する。
　固着率が急激に低下するときのせん断力の大きさは、接触面における平面混在率に依存する。図７において、より太い線程、曲面の割合が大きい（平面混在率が低い）接触面における固着率の変化を示している。つまり、その接触面の平面混在率が大きくなる程、より小さなせん断力において固着率が急激に低下するようになる。
　これは初期滑りが接触面の周辺から広がっていき、平面部分に差し掛かった瞬間に全体滑りが発生することを示している。この結果からも曲面で接触することで固着率を安定的に制御できることが分かる。逆に言うと、初期滑りの進行が平面部分に到達しないように制御できれば、平面部分が存在しても問題ない。平面部分を増やすことによって、接触面積を広く取ることができ、把持中の物体姿勢安定性が向上する。
　　＜摩擦係数と固着率＞
　固着率の変化は接触曲面の形状だけではなく、摩擦係数にも依存する。図８に示されるグラフは、固着率の変化を異なる摩擦係数で接触させた場合でプロットしたものである。このグラフに示される通り、摩擦係数が低くなる程、固着率の低下スピードが速い。摩擦係数が事前に分かっている場合、または摩擦係数を計測することができる場合、対応する固着率変化に応じて、せん断力をより容易に制御することができる。また、摩擦係数が不明の場合、固着率は一意に決まらないので、固着率の減少を検出して固着率100%を保つように制御できれば、物体を滑り落とさずに最小限度の力で把持することができる。
　　＜接触曲面形状・摩擦係数と固着率の関係＞
　以上のように、固着率の変化は接触面の形状（曲率、曲面/平面）によって大きく変わる。特に、平面や曲率が小さくなだらかな曲面は、固着率の急激な低下が発生しやすい。よって、ある程度の曲率の曲面にすることにより、より安定的な制御を実現することができる。
　ただし、曲率の大きさと接触面積はトレードオフの関係にある。例えば、曲率を大きくして固着率の急激な低下を抑制させると、物体との接触面積が小さくなり、滑り検出精度を向上させることができるが、逆に不安定になりやすい。
　換言するに、指先を曲面にし、その形状を調整することで、固着率の変化を自由に設計することができる。したがって、指先形状と対応づけられた固着率の変化を基に、制御を行えば良い。曲率と接触面積とのトレードオフは、複数の曲面を利用したり、アプリケーションによって曲面を変更したりすることで対応することができる。
　また、固着率変化は、摩擦係数にも依存する。摩擦係数が事前に分かる場合、接触曲面の情報から固着率の変化が事前に分かるので、その関係を利用して制御することができる。摩擦係数が事前に分からなくても、固着率変化モデルを推測したり、前提を置いたりすることで制御することができる。
　　＜固着率の計測方法＞
　上述のように、固着率の変化は「接触曲面の形状」と「摩擦係数」に依存する。接触曲面の形状は、予め指先の曲面形状を把握することによって、おおよその推定が可能である。しかしながら、摩擦係数は未知であることが多く、また予め推定することも可能であるが、精度の問題等もあり、正確な値を得るのは困難である。従来の方法の場合、固着率を計測することが困難であった。そこで、せん断変位・せん断力分布に着目して固着率を導出する。
　　＜方法１：せん断変位を利用した方法＞
　固着率Rsticは、摩擦係数μ、物体に働くせん断力FX、把持力FN、接触曲面の形状（曲率や曲面の次数）nに依存する値であり、以下の式（１）のように導出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、物体に働くせん断力FXは、動的な摩擦が発生していない条件下では、指先のせん断変位uXと接触面積Sとを用いて以下の式（２）を用いて導出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　接触面が曲面であり、かつ、その曲面の情報n（曲率、曲面or平面）が既知であるならば、接触面積Sと把持力FN、曲面情報nとの間には、以下の式（３）のような、接触モデルhから導き出される関係が導出される、接触モデルは一般的に提案されている弾性接触モデル（Hertz）を用いても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　以上の関係を用いると、固着率Rsticは、以下の式（４）のように導出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　この関係式は、固着率を未知な摩擦係数μに依存しない関数Θ(uX)を使った形で表現することができるということを意味している。よって、せん断変位uXを計測・制御することで固着率の制御を行うことができる。例えば、摩擦係数が未知であってもuXを例えば０にすることで固着率を１００％に保つことができる。また、摩擦係数もある程度のレンジを想定することで、同様にuXによりあるレンジ幅で固着率を制御することができる。
　　＜方法２：せん断変位分布/せん断力分布を利用した方法＞
　せん断変位・およびせん断力が分布で得られる場合、摩擦係数が未知であっても固着率を絶対値で求めることができる。例えば、初期滑りが発生している状況での、接触面におけるせん断力分布は図９のグラフのようになる。図９に示されるとおり、せん断力は、滑り領域と固着領域の境界で不連続となる。この不連続点を検出することで固着領域の割合を算出することができ、固着率を求めることができる。この不連続点は、どの摩擦係数でも存在する。
　不連続点の検出方法の例として下記の手法が挙げられる。
　　・一般的な画像処理フィルタを利用(微分フィルタなどを利用してエッジ検出)
　　・せん断力の勾配を求め勾配の符号が切り替わる部分は不連続点とみなす
　なお、せん断変位でも同様のことが言える。「せん断変位」は、せん断方向の変形量のことである。単位は、長さの単位（例えばメートルやミリメートル等）を用いる。つまり、「せん断変位」は、せん断力が働いたことによる、せん断方向の物体の変形量を指す。同じせん断力を印加しても、物体の剛性によってせん断変位は変化する（硬い物体ほどせん断変位は少ない）。
　せん断力分布はせん断力を分布で計測できるセンサを用いても良いし、せん断変位が分布で計測できるセンサを用いて、せん断変位からせん断力に変換して算出しても良い。その場合の、せん断力分布を導出するために実行されるせん断力分布導出処理の流れの例を、図１０のフローチャートを参照して説明する。
　せん断力分布導出処理が開始されると、制御装置１０１は、ステップＳ１０１において、把持装置１０２を制御し、把持装置１０２においてせん断変位を検出させ、各点のせん断変位量を算出する。
　ステップＳ１０２において、制御装置１０１は、せん断変位量をせん断力に変換する。
　ステップＳ１０３において、制御装置１０１は、全ての点について処理を行ったか否かを判定する。未処理の点が存在すると判定された場合、処理はステップＳ１０１に戻り、それ以降の処理を繰り返す。つまり、ステップＳ１０１乃至ステップＳ１０３の各処理が、全ての点について実行される。そして、ステップＳ１０３において、全ての点について処理が行われたと判定された場合、処理はステップＳ１０４に進む。
　ステップＳ１０４において、制御装置１０１は、全ノードの点の情報を集約し、記憶する。ステップＳ１０４の処理が終了すると、せん断力分布導出処理が終了する。
　このように、せん断変位からせん断力に変換する際には、予めせん断変位とせん断力との関係をキャリブレーションしてもよい。キャリブレーションの方法としては、例えば、図１１のように、検出ノード１５１を水平面１５２等に押し当て、センサ値を取得する方法が考えられる。このようなキャリブレーションを行うために実行されるせん断力分布導出処理の流れの例を、図１２のフローチャートを参照して説明する。
　せん断力分布導出処理が開始されると、制御装置１０１は、ステップＳ１５１において、把持装置１０２を制御し、検出ノード１５１の各凹凸面を水平面１５２に押し当てる。
　ステップＳ１５２において、制御装置１０１は、把持装置１０２を制御し、全てのノードのセンサ値を取得する。
　ステップＳ１５３において、制御装置１０１は、そのセンサ値のデータが安定したか否かを判定する。安定していないと判定された場合、処理はステップＳ１５２に戻る。データが安定するまで、ステップＳ１５２およびステップＳ１５３の処理が繰り返される。そして、ステップＳ１５３において、データが安定したと判定された場合、処理はステップＳ１５４に進む。
　ステップＳ１５４において、制御装置１０１は、そのセンサ値を記憶する。ステップＳ１５４の処理が終了すると、せん断力分布導出処理が終了する。
　　＜方法３：せん断変位分布/せん断力分布の時間変化を利用した方法＞
　上述した「方法２」は、ある時刻におけるせん断変位およびせん断力の分布情報から固着率を求める手法である。その他にも、分布情報の時間変化から固着率を求めることができる。
　例えば、滑り領域ではスティックスリップ現象と呼ばれる、「滑り」と「固着」が繰り返される現象が発生する場合がある。その現象が発生した際には、滑り領域におけるせん断変位、およびせん断力の時間変化として、図１３のＡのグラフのような変化が観測される。この時間軸上の不連続変化を計測することによって、その観測点が滑り領域なのか固着領域なのかの判別が可能である。
　また、滑り領域では動摩擦が発生しているため、クーロンの法則よりせん断力およびせん断変位は一定値となる場合がある。その現象が発生した際には、固着から滑りに切り替わった際に変化が一定となる、図１３のＢのような変化が観測される。この時間軸上の変化を計測することで、その観測点が滑り領域なのか固着領域なのかの判別が可能である。
　以上の処理を、接触領域全ての観測点において繰り返し行うことで、固着領域の割合を算出することができ、固着率の計測が可能となる。
　　＜方法１と方法２（または方法３）との融合＞
　方法１の場合、接触面の曲率や形状の情報等から固着率の変化が予測され、把持力が制御される。方法２の場合、実際の計測結果から固着率が求められる。つまり、方法１は、固着率の変化を予め予測するフィードフォワードであり、方法２は、実際の計測結果を用いるフィードバックであると言える。よって、これらの両者を組み合わせて制御することで、接触面のモデル情報と実際接触面とのモデル化誤差に対してロバストで、かつ固着率予測による応答性向上を行うことができる。方法３も方法２と同様にフィードバックと言えるので、方法１と方法３を同様に組み合わせることもできる。
　　＜せん断変位量の計測方法の具体例＞
　　　＜圧力分布センサベース＞
　指先の柔軟変形層（把持する物体に接触する接触部）がせん断方向に変形すると、圧力分布も同様に変化する。したがって、この圧力分布変化を検出することでせん断変位を計測することができる。圧力分布の変化を検出する手法は、例えば以下のような方法がある。
●CoP移動量の計測（圧力中心を求める方法）
　圧力中心とは圧力分布の中央点のことで、以下の式（５）により定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　せん断が発生する前後のCoP移動量（Δxcop）を計算し、その値をせん断変位量(uX)とする。CoPは、圧力中心値であり、空間的な広がりを持って分布した圧力をまとめて１つの力として表現した場合の力の作用点である。単位は長さの単位（例えばm等）。座標で得られる場合も多い。重心と同じような考え方である。また、式（５）において、uXとΔxcopは一致しない場合、補正係数/関数などを利用して補正しても良い。
●最大圧力点
　最大圧力値の座標から、せん断方向変位を算出する。例えば、図１４のＡに示されるように、柔軟変形層１６１が物体１６２と接触することにより変形すると、その物体１６２の接触により発生する圧力分布における最大圧力点の位置が変化する。したがって、図１４のＢに示されるように、その最大圧力点の変位１６３をせん断方向変位として求める。なお、最大圧力の場合、ノイズに弱いので、例えば平均化フィルタ等、一般的に画像処理で利用されるフィルタを利用しても良い。
　　　＜画像センサベース＞
　図１５に示されるように、カメラ等で接触面を撮影するようなタイプのセンサの場合、以下のような方法でせん断変位を検出することができる。
●接触領域全体の移動量を算出する手法
　接触領域は、色やテクスチャの変化などから非接触領域と区別することができる。そこで、図１６に示される例のように、その接触領域１７１全体の移動量を求めることによって、せん断変位量を算出することができる。
●特徴点トラッキング法
　図１７に示されるように、接触面における把持物体表面の特徴点や、柔軟変形層の中に予め設けられたマーカ１７２や目盛などをトラッキングすることで、せん断変位を検出することができる。
　以上のような手法でせん断変位を求める場合、接触面を曲面にすることによって、さらに精度を向上させることができる。例えば、図１８に示されるように平面接触時の圧力分布と曲面接触時の圧力分布を比較すると、平面接触した場合は、曲面接触した場合よりも圧力分布が接触の状態によって不安定となり、せん断変位を安定して計測することができなくなるおそれがあった。
　＜２．第２の実施の形態＞
　　＜把持装置＞
　本技術を適用した支持装置の一実施の形態である把持装置１０２の主な構成例を図１９のＡに示す。図１９のＡに示されるように、把持装置１０２は、指部２０１Ａおよび指部２０１Ｂを有し、これらを用いて物体を把持することができる。以下において、指部２０１Ａおよび指部２０１Ｂを互いに区別して説明する必要が無い場合、指部２０１と称する。ここでは、把持装置１０２が２本の指部２０１を備えるものとして説明するが、把持装置１０２は、任意の本数（例えば３本以上）の指部２０１を備えることができる。
　指部２０１Ａには、センサ２１１Ａおよび柔軟変形層２１２Ａが設けられている。同様に指部２０１Ｂには、センサ２１１Ｂおよび柔軟変形層２１２Ｂが設けられている。センサ２１１Ａおよびセンサ２１１Ｂを互いに区別して説明する必要が無い場合、センサ２１１と称する。また、柔軟変形層２１２Ａおよび柔軟変形層２１２Ｂを互いに区別して説明する必要が無い場合、柔軟変形層２１２と称する。つまり、センサ２１１および柔軟変形層２１２は、物体を把持する複数の指部のそれぞれに形成される。
　センサ２１１は、例えば、圧力センサやイメージセンサ等、任意のセンシングデバイスを有することができ、そのセンシングデバイスに応じた任意の情報を検出することができる。例えば、センサ２１１は、柔軟変形層２１２の表面の、物体と接触している部分のせん断力に関する情報を検出する。
　例えば、センサ２１１Ａは、そのセンシングデバイスを用いて、柔軟変形層２１２Ａと物体との接触面についての所定の情報（センシングデバイスが検出可能な情報）を検出する。また、例えば、センサ２１１Ｂは、そのセンシングデバイスを用いて、柔軟変形層２１２Ｂと物体との接触面についての所定の情報（センシングデバイスが検出可能な情報）を検出する。
　各センサ２１１は、図示せぬ回路等により制御装置１０１と通信可能に接続されており、検出した情報を制御装置１０１に供給する。
　柔軟変形層２１２は、表面の少なくとも一部において、支持する物体と接触する弾性体である。第１の実施の形態において説明したように、曲面の曲率や形状によって固着率の変化率が変わる。その性質を利用し、複数の曲率/形状の弾性体を用いることで、動作やアプリケーションで必要な固着率測定精度を設計することができる。
　物体把持を大まかな把持形態で分類すると、図１９のＣに示されるような、物体２３１を握るように把持するパワーグラスプと、図１９のＢに示されるような、物体２３１をつまむように把持するプレシジョングラスプ（指先把持）との２種類に分けられる。パワーグラスプは、把持する物体が高質量の場合や、フライパンの柄の部分のように物体に働くモーメントを支持する必要がある場合などに利用される。したがって、柔軟変形層２１２の表面の、パワーグラスプの際に物体に接触する部分は、接触面積が広くなり易いように、曲率の小さな曲面により構成されるようにする。
　これに対してプレシジョングラスプは、物体をより高精度に計測して把持することができる。例えば、プレシジョングラスプは、非常に柔らかく脆いもの等を把持する場合に利用される。したがって、柔軟変形層２１２の表面の、プレシジョングラスプの際に物体に接触する部分は、接触面積が狭くなり易いように、曲率の大きな曲面により構成される。
　つまり、柔軟変形層２１２は、その表面が互いに異なる複数の曲率を有する（複数の曲率により構成される）。例えば、柔軟変形層２１２の、指部２０１の指先周辺の表面は、プレシジョングラスプ用の曲率の大きな曲面が形成され、柔軟変形層２１２の、指部２０１の腹部分の表面は、曲率の小さな曲面が形成される。このようにすることで、柔軟変形層２１２は、パワーグラスプ、プレシジョングラスプ両方の把持に対応することができる。このようにすることにより、プレシジョングラスプにおいて固着率検出精度の低減を抑制することができるとともに、パワーグラスプにおいて接触面積の低減を抑制することができる。もちろん、柔軟変形層２１２の表面の曲率は、３種類以上であってもよい。つまり、より多様な把持方法に対応することができる。また、曲率の異なる指先を異なる指にそれぞれ搭載しても良い。把持する物体によって使用する指を使い分けるなどの制御が考えられる。
　　＜変形例＞
　例えば、図２０のＡに示される例のように、センサ２１１の上に柔軟変形層２１２を積層させてもよい。この場合、センサ２１１が柔軟変形層２１２を介して、柔軟変形層２１２と物体との接触部の情報（例えばせん断力に関する情報）を得ることができるようにすればよい。例えば、センサ２１１がイメージセンサを用いて接触部の情報を検出する場合、柔軟変形層２１２に透明な素材を用いるようにし、イメージセンサがその透明の柔軟変形層２１２を介して接触部の様子を撮像することができるようにすればよい。このようにすることにより、制御装置１０１は、滑り領域と固着領域の判定を安定的に行うことができ、把持装置１０２は、滑らない最小限度の力で把持することができる。もちろん、センサ２１１と柔軟変形層２１２とが積層されておらず、センサ２１１が柔軟変形層２１２を介さずに、接触部の情報を検出するようにしてもよい。
　また、図２０のＢに示される例のように、柔軟変形層２１２の表面が、平面および曲面により構成されるようにしてもよい。このようにすることにより、接触面積を低減させずに（広く保ちつつ）、滑り領域と固着領域の判定を行うことができる。なお、図２０のＣに示される例のように、柔軟変形層２１２の表面が円錐状に較正されるようにしてもよい。
　さらに、図２０のＤに示される例のように、柔軟変形層２１２の表面は、凹凸を有する面（ギザギザ状の面）と曲面とにより構成されるようにしてもよい。このようにすることにより、摩擦係数の低減を抑制しながら固着率変化を検出することができる。
　また、柔軟変形層２１２の表面が、方向に応じた曲率を有するようにしてもよい。例えば、柔軟変形層２１２の表面が、図２１のＡに示される例のように、所定の方向にのみ所定の曲率を有するようにしてもよい。図２１のＡの場合、柔軟変形層２１２の表面が、半円筒形に構成され、その長手方向に垂直な方向（図中、矢印で示される滑り方向）に所定の曲率を有している。このような形状の柔軟変形層２１２は、その所定の方向（滑り方向）の滑りを検出する場合、その滑り検出の精度を他の方向に比べて向上させることができる。
　したがって、例えば、特定の方向だけすべらず接触させたり、滑らせたりする動作が可能になる。また、柔軟変形層２１２の形状がより単純になるので、より容易に製造することができる。また、製造コストの増大をより抑制することができる。
　また、図２１のＢに示される例のように、柔軟変形層２１２の表面の物体と接触し得る部分は、互いに異なる複数の曲率を有するようにしてもよい。このようにすることにより、把持力のダイナミックレンジに合わせて、滑り検出の精度と接触面積の広さを調整することができる。例えば、図２１のＢのような構成は、把持力が小さい部分においては、滑り検出精度を向上させることができ、逆に把持力が大きい部分においては、接触面積の低減を抑制することができる。
　さらに、図２１のＣやＤに示される例のように、センサ２１１が曲面状に配置されるようにしてもよい。図２１のＣの例の場合、センサ２１１は、表面が曲面状の柔軟変形層２１２の上に積層されている。また、図２１のＤの例の場合、センサ２１１は、曲面状に配置され、その上に柔軟変形層２１２が積層されている。このような構成とすることにより、接触物体や環境が直接センサに接触するため、より精度よく滑り検出を行うことができる。
　また、柔軟変形層２１２の硬度は、不均一であってもよい。つまり、柔軟変形層２１２の硬度が、場所によって異なるようにしてもよい。例えば、図２２のＡに示されるように、柔軟変形層２１２が垂直方向に３分割され、柔軟変形層２１２－１および柔軟変形層２１２－３の硬度が柔軟変形層２１２－２の硬度に比べて高くなる（柔軟変形層２１２－２の硬度が柔軟変形層２１２－１や柔軟変形層２１２－２の硬度に比べて低くなる）ようにしてもよい。また、例えば、図２２のＢに示されるように、柔軟変形層２１２の中央部（柔軟変形層２１２－４）の硬度が、その周辺部（柔軟変形層２１２－５）の硬度よりも低くなるようにしてもよい。さらに、図２２のＣに示されるように、柔軟変形層２１２が水平方向に３分割され、柔軟変形層２１２－６の硬度が最も低く、柔軟変形層２１２－８の硬度が最も高く、柔軟変形層２１２－７の硬度が、それらの間となるようにしてもよい。
　このようにすることにより、滑り検出可能な把持力およびせん断力のダイナミックレンジを広くすることができる。また、把持力およびせん断力のレンジに応じて、滑り検出精度（感度）を調整することができる。これによって最終的に把持可能な物体の質量レンジを広げることができる。
　図２２のＤに示されるように、均一の硬度で接触させた場合、柔軟変形層のせん断変位量があるせん断力以上で飽和してしまい、それ以上の力では滑りを検出することができないおそれがあった。硬度を変更することで、力のレンジに応じて柔軟変形層のせん断変位量を調整することができるので、ダイナミックレンジを広くすることができる。
　　＜複数曲面＞
　以上の方法は並進方向の滑りは検出することができるが、回転方向の滑りは検出することが困難である。回転方向の滑りが発生しても、回転方向のせん断変位量を検出することが難しいからである。そこで、図２３のＡに示される例のように、柔軟変形層２１２の表面の形状を、曲面を複数並べた形状としてもよい。図２３のＡに示されるように、この場合、柔軟変形層２１２は、平面状の部分と、その平面状の部分から突出した複数の曲面状の部分２１２Ｒにより構成される。
　このような形状の柔軟変形層２１２と物体とが接触したときの圧力分布を、圧力等高線図で表すと図２３のＢのようになる。この圧力等高線図は、曲面状の部分２１２Ｒが４（２×２）の場合を例に示している。各曲面状の部分２１２Ｒにおける圧力中心点の座標を(xi,yi)で表す。
　ここで、物体にモーメントがかかり、回転方向に初期滑りが発生し始めると、図２３のＣの圧力等高線図のように、各曲面状の部分２１２Ｒにおける圧力中心点が移動する。移動後の各圧力中心点の座標を（x1',y1'）と表す。
　回転前後のCoP位置とせん断変位の関係は、回転方向のせん断変位量をθとし、並進方向のせん断変位量を（tx,ty）とすると、以下の式（６）のように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　この関係式を曲面状の部分２１２Ｒの個数分導出し、その結果から未知数θ、tx、tyを求めることができる。具体的な方法として例えば最小二乗法等が挙げられる。この手法を用いることで、回転方向のせん断変位量を求めることができるので、回転/並進の固着率を同時に計測することができる。
　　＜変形例＞
　例えば、図２４のＡに示されるように、センサ２１１に、柔軟変形層２１２の曲面状の表面を有する部分２１２Ｒが複数積層されるようにしてもよい。このようにすることにより、上述したように回転滑りの検出が可能になる。また、回転方向情報に基づいて把持力制御を行うことができるため、より精度の高い把持力制御を実現することができる。
　また、例えば、図２４のＢに示されるように、柔軟変形層２１２の表面が、平面状の部分と、その平面状の部分より突出した複数の曲面状の部分２１２Ｒとにより構成されるようにしてもよい。このような構成とすることにより、複数の曲面状の部分２１２Ｒ間が、平面状の部分により埋められるので、その曲面状の部分２１２Ｒ間の距離が変化しにくくなる。したがって、滑り検出精度を向上させることができる。また、複数の曲面状の部分２１２Ｒが１つの柔軟層に結合しているので、実装する際に、位置ずれの増大をより容易に抑制することができる。これにより、滑り検出精度を向上させることができる。
　また、例えば、図２４のＣに示されるように、柔軟変形層２１２の表面が、第１の曲率の第１の曲面状の部分と、その第１の曲面状の部分より突出した複数の、その第１の曲率よりも大きな第２の曲率の第２の曲面状の部分とにより構成されるようにしてもよい。このような構成とすることにより、複数の曲面状の部分２１２Ｒの頂点を結んだ包絡面が曲面となる。そのため、接触領域で接触圧力に差が生じ、滑り検出精度を向上させることができる。
　また、例えば、図２４のＤに示されるように、複数の曲面状の部分２１２Ｒを包含するように、別な硬度の柔軟変形層２１２Ｓで覆うようにしてもよい。図２４のＤの例の場合、曲面状の部分２１２Ｒ－１、曲面状の部分２１２Ｒ－２、曲面状の部分２１２Ｒ－３が、それらを包含するように、それらの部分と異なる硬度の柔軟変形層２１２Ｓにより覆われている。
　このようにすることにより、物体や周囲の環境と複数の曲面状の部分２１２Ｒが直接接触しないため、曲面状の部分２１２Ｒの摩耗を押させることができる。また、物体と曲面で接触することになるため、接触領域で接触圧力に差が生じ、滑り検出精度を向上させることができる。
　また、例えば、図２５のＡや図２５のＢに示されるように、複数の曲面状の部分２１２Ｒの上に、他の曲面状の柔軟変形層２１２Ｓを積層するようにしてもよい。このようにすることにより、回転滑りを検出しつつ、物体や他の環境との接触は曲面接触となるため、より安定して滑り検出を行う事ができる。
　つまり、柔軟変形層２１２が、複数の、第１の曲率の表面を有する第１の弾性体と、その複数の第１の弾性体に対して重畳された、第２の曲率の表面を有する第２の弾性体とを有するようにしてもよい。そして、第１の弾性体の硬度が、第２の弾性体の硬度と異なるようにしてもよい。
　また、図２５のＣに示される例のように、複数の曲面状の部分２１２Ｒの硬度を場所によって変えるようにしてもよい。図２５のＣにおいて、曲面状の部分２１２Ｒ－１乃至曲面状の部分２１２Ｒ－３のそれぞれの硬度は統一されていない（他と異なる硬度を有する曲面状の部分２１２Ｒを有する）。つまり、曲面状の表面を有する複数の弾性体の硬度が互いに異なるようにしてもよい。
　また、図２５のＤに示される例のように、複数の曲面柔軟変形層を上下から挟むように、お互いに重ならないように配置してもよい。図２５のＤにおいて、複数の曲面状の部分２１２Ｒを有する柔軟変形層２１２に、同様の形状の柔軟変形層２１２Ｓが、その向きを上下逆にして積層されている。つまり、第２の弾性体は、第１の弾性体の第１の曲率の表面の向きと逆向きに第１の曲率の表面を有する。このようにすることにより、曲面状の部分２１２Ｒ－１と曲面状の部分２１２Ｒ－２との間に、柔軟変形層２１２Ｓの曲面状の部分２１２ＳＲが位置する。これにより、柔軟変形層の空間密度を上げることができるので、せん断変位の検出点が増え、より精度良く滑りを検出することができる。
　また、図２６のＡに示される例のように、柔軟変形層２１２の硬度を局所的に変化させるようにしてもよい。図２６において、柔軟変形層２１２の斜線模様で示される部分２１２－１は、白地で示される部分２１２－２よりも硬度が高く設定されている。図２６のＡの点線Ａ－Ａ’の断面図を図２６のＢに示す。図２６のＢの断面図に示されるように、部分２１２－２よりも硬度が高い部分２１２－１は、表面からセンサ２１１側まで形成されている。このように、柔軟変形層２１２が、周囲よりも硬度が高い局所部分を複数有するようにしてもよい。このようにすることにより、明示的に複数の曲面柔軟変形層を作らなくても、回転滑り検出が可能になる。また、凹凸形状にならないので、各曲面柔軟変形層が引っかかるなどして破断する可能性を低減させることができ、柔軟変形層２１２の耐久性を向上させることができる。
　また、図２６のＣに示される例のように、凹凸の高さを場所によって変化させ、包絡面を曲面とするようにしてもよい。包絡面とは、空間上に並べられた複数の曲線に対して、全て接するように与えた面の事を示す。この場合、複数の曲面状の部分２１２Ｒ（凹凸形状）を配置した柔軟変形層２１２において、各曲面状の部分２１２Ｒの頂点を全て通るような曲面もしくは平面があればそれを包絡面と称する。図２６のＣの例の場合、曲面状の部分２１２Ｒ－２が、曲面状の部分２１２Ｒ－２や曲面状の部分２１２Ｒ－３よりも高く、それらに接する包絡面２５１（図中点線で示される面）は曲面状に形成される。つまり、曲面状の部分２１２Ｒの高さが互いに異なる。
　このようにすることにより、物体と接触する際に、各凹凸で検出される圧力が、曲面接触相当の値となり（図２６のＣの例の場合、圧力は、中心部の方が高くなり、周辺に行くほど低くなる）、接触圧力に差が出るので、初期滑りの検出精度を向上させることができる。
　また、図２６のＤに示される例のように、柔軟変形層２１２の各曲面状の部分２１２Ｒが所定の規則性に基づく位置に形成されるようにしてもよい。また、図２６のＥに示される例のように、柔軟変形層２１２の各曲面状の部分２１２Ｒが任意の位置に形成されるようにしてもよい。
　曲面柔軟変形層の位置は、設計の制約が無く、取り付け位置や形状に対してフレキシブルである。また、曲面柔軟変形層の密度を場所によって変化させることで、場所に応じて滑り検出の精度を柔軟に変えることができ、計算負荷の分散が可能である。
　なお、上述した各例は、適宜組み合わせて用いることができる。例えば、単体曲面の変形例と、複数曲面の変形例とを互いに組み合わせて用いるようにしてもよい。
　＜３．第３の実施の形態＞
　　＜摩擦係数が事前に分からない場合＞
　　　＜制御装置＞
　次に、制御装置１０１について説明する。摩擦係数が事前に分からない場合、制御装置１０１は、せん断変位量を算出し、せん断変位が０になるように把持力を制御すればよい。このようにすることで滑らず物体を把持することができる。
　その場合の制御装置１０１の主な構成例を図２７に示す。図２７の例の場合、制御装置１０１は、せん断変位量検出部３０１、せん断変位量算出部３０２、把持力算出部３０３、およびアクチュエータ制御部３０４を有する。
　せん断変位量検出部３０１は、把持装置１０２が物体を把持することにより、その物体と接触する接触部である把持装置１０２の柔軟変形層２１２の表面とその物体との間に発生するせん断力に関する情報（接触部のせん断力に関する情報とも称する）の検出に関する処理を行う。例えば、せん断変位量検出部３０１は、そのせん断力に関する情報として、せん断変位に関する情報の検出に関する処理を行う。その場合、せん断変位量検出部３０１は、例えば、圧力分布センサや画像センサ等の、せん断変位を検出するためのセンサと、そのセンサの出力信号を信号処理する信号処理ブロックとを有する。せん断変位量検出部３０１は、第１の実施の形態の＜せん断変位量の計測方法の具体例＞において説明したように、せん断変位をCoP変化量や接触領域移動量等として検出する。せん断変位量検出部３０１は、検出した情報（CoP変化量、接触領域移動量等）を、接触部のせん断力に関する情報（または、せん断変位に関する情報）として、せん断変位量算出部３０２に供給する。
　せん断変位量算出部３０２は、せん断変位量を算出する。せん断変位量算出部３０２は、せん断変位量検出部３０１から供給された接触部のせん断力に関する情報（または、せん断変位に関する情報、例えば、CoP変化量、接触領域移動量等）をせん断変位量に変換し、把持力算出部３０３に供給する。
　把持力算出部３０３は、把持力（トルク・力）を算出する。把持力算出部３０３は、せん断変位量算出部３０２から供給されたせん断変位量に対応する把持力を算出する。例えば、把持力算出部３０３は、せん断変位量算出部３０２から供給されたせん断変位量を０にするような把持力を算出する。つまり、把持力算出部３０３は、接触部のせん断力に関する情報（または、せん断変位に関する情報）に基づいて把持力を算出する。把持力算出部３０３は、算出した把持力をアクチュエータ制御部３０４に供給する。
　アクチュエータ制御部３０４は、把持装置１０２の駆動を制御する。アクチュエータ制御部３０４は、把持装置１０２を制御し、把持力算出部３０３から供給される把持力を発生させる（例えば、その把持力で物体を支持する）ように、把持装置１０２を駆動させる。つまり、駆動制御部であるアクチュエータ制御部３０４は、物体を支持する支持部（例えば把持装置１０２）の駆動を制御し、支持力制御部（例えば、把持力算出部３０３）により制御される支持力で物体を支持させる。
　制御装置１０１の各処理部（図２７の例の場合、せん断変位量検出部３０１乃至アクチュエータ制御部３０４）は、それぞれ、任意の構成を有することができる。例えば、制御装置１０１の各処理部が、それぞれ、上述の処理を実現する論理回路により構成されるようにしてもよい。また、制御装置１０１の各処理部が、それぞれ、例えばCPU（Central Processing Unit）、ROM（Read Only Memory）、RAM（Random Access Memory）等を有し、それらを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を実現するようにしてもよい。もちろん、制御装置１０１の各処理部が、それぞれ、その両方の構成を有し、上述の処理の一部を論理回路により実現し、その他の処理を、プログラムを実行することにより実現するようにしてもよい。このことは、以下に説明する他の図においても同様である。
　　　＜制御処理の流れ＞
　この場合の制御装置１０１が実行する制御処理の流れの例を、図２８のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、せん断変位量検出部３０１は、ステップＳ３０１において、せん断力に関する情報（例えばCoP変化量や接触領域移動量等）を検出する。
　ステップＳ３０２において、せん断変位量算出部３０２は、ステップＳ３０１において検出された接触部のせん断力に関する情報（または、せん断変位に関する情報）に基づいて、せん断変位量を算出する。
　ステップＳ３０３において、把持力算出部３０３は、ステップＳ３０２において算出されたせん断変位量に基づいて把持力（支持力）を算出する。
　ステップＳ３０４において、アクチュエータ制御部３０４は、ステップＳ３０３において算出された把持力（支持力）で物体を支持するように、把持装置１０２のアクチュエータの駆動を制御する。
　ステップＳ３０４の処理が終了すると、制御処理が終了する。
　以上のように各処理を実行することにより、制御装置１０１は、検出した接触部のせん断力（例えばせん断変位）に基づいて把持装置１０２の把持力（支持力）を制御することができる。したがって、制御装置１０１は、把持装置１０２に対して、より適切な支持力で物体を支持させることができる。
　　　＜制御装置＞
　また、実際に物体にかかる把持力を計測し、その計測値に基づいて把持力を制御するようにしてもよい。図２９は、その場合の制御装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。図２９に示されるように、この場合、制御装置１０１は、図２７の例の構成に加え、把持力測定部３１１を有する。
　把持力測定部３１１は、トルクセンサや３軸力覚センサ等を有し、把持装置１０２が物体に実際にかける把持力（実際の把持力とも称する）を計測する。把持力測定部３１１は、計測した実際の把持力（トルク・力）を把持力算出部３０３に供給する。
　把持力算出部３０３は、せん断変位量算出部３０２より供給されるせん断変位量（つまり、接触部のせん断力に関する情報（または、せん断変位に関する情報））と、把持力測定部３１１から供給される実際の把持力とに基づいて、把持装置１０２にかけさせる把持力を算出する。つまり、把持力算出部３０３は、せん断変位量から算出した把持力を、実際の把持力を用いて補正する。把持力算出部３０３は、算出した把持力をアクチュエータ制御部３０４に供給する。
　以上のように、計測した把持力をフィードバックさせることにより、制御装置１０１は、より高精度に把持力制御を行うことができる。
　　　＜制御処理の流れ＞
　この場合の制御処理の流れの例を、図３０のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、ステップＳ３２１およびステップＳ３２２の各処理は、図２８のステップＳ３０１およびステップＳ３０２の各処理と同様に実行される。
　ステップＳ３２３（図３０）において、把持力測定部３１１は、物体に実際にかけられる把持力を測定する。
　ステップＳ３２４において、把持力算出部３０３は、ステップＳ３２２において算出されたせん断変位量（つまり、接触部のせん断力に関する情報（または、せん断変位に関する情報））と、ステップＳ３２３において測定された把持力とに基づいて、把持装置１０２に出力させる把持力を算出する（せん断変位量に基づいて算出される把持力を、測定された把持力で補正する）。
　ステップＳ３２５の処理は、ステップＳ３０４の処理（図２８）と、同様に実行される。
　ステップＳ３２６において、制御装置１０１は、制御処理を終了するか否かを判定する。終了しないと判定された場合、処理はステップＳ３２３に戻る。つまり、ステップＳ３２３乃至ステップＳ３２６の各処理が繰り返し実行される。
　そして、ステップＳ３２６において制御処理を終了すると判定された場合、制御処理が終了する。
　以上のように各処理を実行することにより、制御装置１０１は、測定した実際の把持力を用いて把持装置１０２の把持力（支持力）を制御することができる。したがって、制御装置１０１は、より正確な把持力制御を行うことができる。したがって、制御装置１０１は、把持装置１０２に対して、より適切な支持力で物体を支持させることができる。
　　　＜制御装置＞
　また、把持力算出部３０３が、把持装置１０２の柔軟変形層の形状等に基づいて、把持力を算出するようにしてもよい。図３１は、その場合の制御装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。図３１に示されるように、この場合、制御装置１０１は、図２７の例の構成に加え、接触情報保持部３２１を有する。
　接触情報保持部３２１は、例えばフラッシュメモリ等の任意の記憶媒体を有し、把持装置１０２と、その把持装置１０２により把持される物体との接触に関する情報である接触情報をその記憶媒体に記憶する。
　接触情報保持部３２１は、保持している接触情報を把持力算出部３０３に供給する。把持力算出部３０３は、せん断変位量算出部３０２から供給されるせん断変位量（つまり、接触部のせん断力に関する情報（または、せん断変位に関する情報））と、接触情報保持部３２１から供給される接触情報とに基づいて、把持力を算出する。把持力算出部３０３は、それをアクチュエータ制御部３０４に供給する。
　この接触情報には、例えば、把持装置１０２の柔軟変形層２１２の表面（つまり、物体と接触する接触部）の形状に関する情報が含まれる。つまり、支持力制御部である把持力算出部３０３は、その柔軟変形層２１２の表面の形状に関する情報と、せん断変位量（つまり、接触部のせん断力に関する情報（または、せん断変位に関する情報））とに基づいて、把持力（つまり、物体を支持する支持力）を制御する。
　例えば、接触情報保持部３２１が、把持装置１０２の柔軟変形層２１２の表面の形状に関する情報をその記憶媒体に記憶し、把持力算出部３０３が、せん断変位量（つまり、接触部のせん断力に関する情報（または、せん断変位に関する情報））と、その接触情報保持部３２１により保持されている、把持装置１０２の柔軟変形層２１２の表面の形状に関する情報とに基づいて把持力を制御するようにしてもよい。
　なお、この形状に関する情報には、例えば、柔軟変形層２１２の表面の曲率を示す情報（接触部の表面の曲率を示す情報）が含まれていてもよい。つまり、把持力算出部３０３が、柔軟変形層２１２の表面の曲率を示す情報とせん断変位量（つまり、接触部のせん断力に関する情報（または、せん断変位に関する情報））とに基づいて、把持力を制御するようにしてもよい。
　また、この柔軟変形層２１２の表面の曲率を示す情報に基づいて、接触部の、物体と接触する位置を制御する位置制御部（把持力算出部３０３）をさらに備えるようにしてもよい。例えば、把持力算出部３０３が、さらに位置制御部として、物体を、柔軟変形層の曲率が大きな部分に接触させて、プレシジョングラスプ（指先把持）により把持するか、柔軟変形層の曲率が小さな部分に接触させて、パワーグラスプにより把持するかを選択し、その選択した方法で把持するように把持装置１０２を制御するようにしてもよい。
　また、この形状に関する情報には、柔軟変形層２１２の表面の形状を示す情報（例えば、平面であるか、曲面であるか等）が含まれていてもよい。つまり、把持力算出部３０３が、柔軟変形層２１２の表面の形状を示す情報とせん断変位量（つまり、接触部のせん断力に関する情報（または、せん断変位に関する情報））とに基づいて、把持力を制御するようにしてもよい。
　さらに、接触情報に、把持装置１０２の接触対象である物体の曲面に関する情報が含まれていてもよい。つまり、把持力算出部３０３が、把持装置１０２の接触対象である物体の曲面に関する情報とせん断変位量（つまり、接触部のせん断力に関する情報（または、せん断変位に関する情報））とに基づいて、把持力を制御するようにしてもよい。
　もちろん、接触情報や形状に関する情報に、上述した以外の情報が含まれていてもよい。
　このように、せん断変位量（つまり、接触部のせん断力に関する情報（または、せん断変位に関する情報））に加えて、接触情報を用いて把持力を算出することにより、把持力算出部３０３は、より高精度に必要最低限の把持力を算出することができる。
　なお、接触情報は、認識して（検出して）保持するようにしてもよい。その場合、制御装置１０１が、接触情報を認識する認識部（または接触情報を検出する検出部）をさらに備え、その認識部（または検出部）から出力される接触情報を、接触情報保持部３２１に保持させるようにすればよい。
　　　＜制御処理の流れ＞
　この場合の制御処理の流れの例を、図３２のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、ステップＳ３４１およびステップＳ３４２の各処理は、図２８のステップＳ３０１およびステップＳ３０２の各処理と同様に実行される。
　ステップＳ３４３（図３２）において、把持力算出部３０３は、ステップＳ３４２において算出されたせん断変位量と、接触情報保持部３２１に保持されている接触情報（例えば、柔軟変形層の曲率）に基づいて、把持力を算出する。つまり、支持力制御部である把持力算出部３０３は、物体と接触する接触部の形状に関する情報（接触情報）とその接触部のせん断力に関する情報（またはせん断変位に関する情報）とに基づいて、その物体を支持する支持力（把持力）を制御する。
　ステップＳ３４４の処理は、ステップＳ３０４の処理（図２８）と、同様に実行される。そして、ステップＳ３４４の処理が終了すると制御処理が終了する。
　以上のように各処理を実行することにより、制御装置１０１は、せん断変位量と接触情報（例えば、柔軟変形層の曲率）を用いて把持装置１０２の把持力（支持力）を制御することができる。したがって、制御装置１０１は、把持装置１０２に対して、より適切な支持力で物体を支持させることができる。
　　　＜制御装置＞
　なお、せん断変位の方向から、滑り方向を判定することができる。制御装置１０１は、この滑りの方向に応じて把持力を制御することで、ある方向だけ滑りを許容したり、逆に滑らなくしたりするような制御を行うことができる。
　図３３は、その場合の制御装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。図３３に示されるように、この場合、制御装置１０１は、図２７の例の構成に加え、把持力決定部３３１を有する。また、この場合、把持力算出部３０３が、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）に把持力を算出する。つまり、制御装置１０１は、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）に把持力算出部３０３（把持力算出部３０３－１乃至把持力算出部３０３－Ｎ（Ｎは任意の自然数））を備える。
　この場合のせん断変位量算出部３０２は、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）のせん断変位量を算出し、算出した各せん断変位量を、それぞれの方向に対応する把持力算出部３０３（把持力算出部３０３－１乃至把持力算出部３０３－Ｎのいずれか）に供給する。
　把持力算出部３０３－１乃至把持力算出部３０３－Ｎは、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）に設けられた把持力算出部３０３であり、それぞれ、自身に対応する方向（例えば、x,y,θ等）のせん断変位量（つまり、その方向の滑り量）に基づいて、その方向についての把持力を算出する。つまり、この場合、把持力算出部３０３（把持力算出部３０３－１乃至把持力算出部３０３－Ｎ）は、方向毎のせん断変位量（つまり、接触部の方向毎のせん断力に関する情報（または、方向毎のせん断変位に関する情報））に基づいて、方向毎の把持力を導出する。
　例えば、回転方向θに対応する把持力算出部３０３は、物体の接触部に対する回転方向の滑りである回転滑りに基づいて、支持力を制御する。この回転滑りは、接触部が把持する物体に加える圧力分布に基づいて導出される。つまり、支持力制御部である把持力算出部３０３は、接触部が物体に加える圧力の分布の検出結果に基づいて、支持力を制御する。
　把持力算出部３０３－１乃至把持力算出部３０３－Ｎは、算出した方向毎の把持力（トルク・力）を把持力決定部３３１に供給する。
　把持力決定部３３１は、供給された方向毎（例えば、x,y,θ等毎）の把持力から、その出力する把持力を決定する。把持力決定部３３１は、決定した把持力をアクチュエータ制御部３０４に供給する。つまり、この場合、把持力算出部３０３（把持力算出部３０３－１乃至把持力算出部３０３－Ｎ）並びに把持力決定部３３１は、方向毎のせん断変位量（つまり、接触部の方向毎のせん断力に関する情報（または、方向毎のせん断変位に関する情報））に基づいて、把持力を導出する。
　このようにこの滑りの方向に応じて把持力を制御することで、制御装置１０１は、例えば、ある方向だけ滑りを許容したり、逆に滑らなくしたりするといった、より多様な支持制御を実現することができる。
　　　＜制御処理の流れ＞
　この場合の制御処理の流れの例を、図３４のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、ステップＳ３６１の処理は、図２８のステップＳ３０１の処理と同様に実行される。
　ステップＳ３６２（図３２）において、せん断変位量算出部３０２は、ステップＳ３６１において検出された情報に基づいて、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）のせん断変位量を算出する。
　ステップＳ３６３において、把持力算出部３０３は、ステップＳ３６２において算出された方向毎のせん断変位量に基づいて、把持力をその方向毎に算出する。
　ステップＳ３６４において、把持力決定部３３１は、ステップＳ３６３において算出された方向毎の把持力から、出力する把持力を決定する。
　ステップＳ３６５において、アクチュエータ制御部３０４は、ステップＳ３６４において決定された把持力（支持力）で物体を支持するように、把持装置１０２のアクチュエータの駆動を制御する。そして、ステップＳ３６５の処理が終了すると制御処理が終了する。
　以上のように各処理を実行することにより、制御装置１０１は、滑りの方向に応じて把持力を制御することができ、より多様な支持制御を実現することができる。
　　　＜制御装置＞
　把持力の算出において、方向毎に制御パラメータを切り替えるようにしてもよい。図３５は、その場合の制御装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。図３５に示されるように、この場合、制御装置１０１は、図３３の例の構成に加え、制御パラメータ記憶部３４１を有する。
　制御パラメータ記憶部３４１は、任意の記憶媒体（例えばフラッシュメモリ等）を有し、把持力算出に用いられる方向毎（例えば、x,y,θ等毎）の制御パラメータ３４２（制御パラメータ３４２－１乃至制御パラメータ３４２－Ｍ（Ｍは任意の自然数））をその記憶媒体に記憶している。制御パラメータ記憶部３４１は、必要に応じて、記憶している制御パラメータ３４２を把持力算出部３０３に供給する。
　なお、制御パラメータはどのような情報であってもよい。例えば、PID（Proportional-Integral-Differential Controller）の制御ゲインや制御目標であってもよい。
　この場合も図３３の場合と同様に、せん断変位量算出部３０２は、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）のせん断変位量を算出し、把持力算出部３０３は、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）に把持力を算出する。
　ただし、把持力算出部３０３は、せん断変位量算出部３０２から供給される方向毎のせん断変位量と、制御パラメータ記憶部３４１から供給される方向毎の制御パラメータとに基づいて、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）の把持力を算出する。
　把持力決定部３３１は、把持力算出部３０３において算出された方向毎（例えば、x,y,θ等毎）の把持力から、出力する把持力を決定する。
　このようにすることにより、把持力算出部３０３は、方向毎に、より高精度に必要最低限の把持力を算出することができる。
　　　＜制御処理の流れ＞
　この場合の制御処理の流れの例を、図３６のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、ステップＳ３８１およびステップＳ３８２の各処理は、図３４のステップＳ３６１およびステップＳ３６２の各処理と同様に実行される。
　ステップＳ３８３（図３６）において、把持力算出部３０３は、ステップＳ３６２において算出された方向毎のせん断変位量と、制御パラメータ記憶部３４１に記憶されている方向毎の制御パラメータ３４２に基づいて、把持力をその方向毎に算出する。
　ステップＳ３８４およびステップＳ３８５の各処理は、ステップＳ３６４およびステップＳ３６５の各処理（図３４）と、同様に実行される。そして、ステップＳ３８５の処理が終了すると制御処理が終了する。
　以上のように各処理を実行することにより、制御装置１０１は、滑りの方向に応じてより高精度に把持力を制御することができる。
　　　＜制御装置＞
　外部から入力されるタスクの指令に応じて、把持力の制御が行われるようにしてもよい。図３７は、その場合の制御装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。図３７に示されるように、この場合、制御装置１０１は、図３３の例の構成に加え、タスク指令部３５１および滑り方向指定部３５２を有する。
　タスク指令部３５１は、把持装置１０２へのタスクを指令する処理部である。例えば、タスク指令部３５１は、外部からの指令を受け付ける入力デバイスを有していてもよい。タスク指令部３５１は、その指令を滑り方向指定部３５２に供給する。
　滑り方向指定部３５２は、タスク指令部３５１から指令されたタスクに基づいて、滑りを許容する方向（または許容しない方向）や把持力を増加させる方向等を決定する。滑り方向指定部３５２は、把持力の算出に用いられる方向毎のゲイン等の制御パラメータを決定すると、その方向に対応する把持力算出部３０３（把持力算出部３０３－１乃至把持力算出部３０３－Ｎ）に供給する。また、滑り方向指定部３５２は、滑りを許容する方向（または許容しない方向）を決定すると、その方向を示す情報（決定方法制御情報）を把持力決定部３３１に供給する。
　各把持力算出部３０３は、せん断変位量算出部３０２から供給される方向毎のせん断変位量と、滑り方向指定部３５２から供給される方向毎の制御パラメータとに基づいて、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）の把持力を算出し、それを把持力決定部３３１に供給する。
　把持力決定部３３１は、各把持力算出部３０３から供給される方向毎の把持力と、滑り方向指定部３５２から供給される決定方法制御情報とに基づいて、出力する把持力を決定する。例えば、把持力決定部３３１は、滑り方向指定部３５２から供給される「Ｘ方向の把持力は無視するように」や「Ｙ方向の滑りを許容する」等の指示に従って、出力する把持力を決定する。
　このようにすることにより、把持力算出部３０３は、タスクの指令に応じて把持力を算出することができる。これにより、制御装置１０１は、より多様な支持制御を実現することができる。
　　　＜制御処理の流れ＞
　この場合の制御処理の流れの例を、図３８のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、ステップＳ４０１およびステップＳ４０２の各処理は、図３４のステップＳ３６１およびステップＳ３６２の各処理と同様に実行される。
　ステップＳ４０３（図３８）において、タスク指令部３５１は、タスク指令を受け付ける。ステップＳ４０４において、滑り方向指定部３５２は、そのタスク指令に基づいて、上述した方向毎の制御パラメータや決定方法制御情報等の、滑り方向指定を設定する。
　ステップＳ４０５において、把持力算出部３０３は、ステップＳ３６２において算出された方向毎のせん断変位量と、ステップＳ４０４において設定された滑り方向指定（方向毎の制御パラメータ）とに基づいて、把持力をその方向毎に算出する。
　ステップＳ４０６において、把持力決定部３３１は、ステップＳ４０５において算出された方向毎の把持力と、ステップＳ４０４において設定された滑り方向指定（決定方法制御情報）とに基づいて、把持力を決定する。
　ステップＳ４０７の処理は、ステップＳ３６５の処理（図３４）と、同様に実行される。そして、ステップＳ４０７の処理が終了すると制御処理が終了する。
　以上のように各処理を実行することにより、制御装置１０１は、タスク指令に応じて把持力を制御することができる。
　　　＜制御装置＞
　上述のようにタスク指令に応じて把持力制御を行う場合も、制御結果が必ず理想通りになるとは限らない。例えば制御誤差や障害物等の実際の状況によっては、正しい制御結果が得られないこともあり得る。そこで、さらに、周囲または把持する物体の位置や姿勢等（環境）を認識し、その認識結果に基づいて支持制御を行うようにしてもよい。
　図３９は、その場合の制御装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。図３９に示されるように、この場合、制御装置１０１は、図３７の例の構成に加え、環境認識部３６１を有する。
　環境認識部３６１は、周囲もしくは把持している物体の姿勢や位置を認識し、その認識結果とその目標値との差を導出する。環境認識部３６１は、その差を示す情報を滑り方向指定部３５２に供給する。
　滑り方向指定部３５２は、その情報とタスク指令の情報とに基づいて滑り方向指定（方向毎の制御パラメータや決定方法制御情報等）を設定する。
　このような制御により、制御装置１０１は、例えば物体の姿勢を変更した時、アームを動作させることで変更しても良いが、物体を滑らせて物体の位置姿勢を変更することもできる。このように、把持力算出部３０３は、実際の状況に応じて、より高精度でより多様な支持制御を実現することができる。
　　　＜制御処理の流れ＞
　この場合の制御処理の流れの例を、図４０のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、ステップＳ４２１乃至ステップＳ４２３の各処理は、図３８のステップＳ４０１乃至ステップＳ４０３の各処理と同様に実行される。
　ステップＳ４２４（図４０）において、環境認識部３６１は、環境を認識する。
　ステップＳ４２５において、滑り方向指定部３５２は、タスク指令と環境の認識結果とに基づいて、上述した方向毎の制御パラメータや決定方法制御情報等の、滑り方向指定を設定する。
　ステップＳ４２６乃至ステップＳ４２８の各処理は、図３８のステップＳ４０５乃至ステップＳ４０７の各処理と同様に実行される。そして、ステップＳ４２８の処理が終了すると制御処理が終了する。
　以上のように各処理を実行することにより、制御装置１０１は、タスク指令と環境に応じて把持力を制御することができる。
　　　＜制御装置＞
　第１の実施の形態において説明した方法２（せん断力/変位分布の不連続点検出による固着率推定）を適用することもできる。図４１は、その場合の制御装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。図４１に示されるように、この場合、制御装置１０１は、せん断変位量分布検出部４０１、せん断変位量分布算出部４０２、せん断力分布算出部４０３、分布情報処理部４０４、固着率算出部４０５、目標固着率設定部４０６、把持力算出部３０３、およびアクチュエータ制御部３０４を有する。
　せん断変位量分布検出部４０１は、せん断力に関する情報として、せん断変位に関する情報の分布の検出に関する処理を行う。せん断変位量分布検出部４０１は、せん断変位量検出部３０１と同様に、例えば、圧力分布センサや画像センサ等の、せん断変位に関する情報を検出するためのセンサと、そのセンサの出力信号を信号処理する信号処理ブロックとを有する。ただし、せん断変位量分布検出部４０１は、せん断変位に関する情報（例えば、CoP変化量や接触領域移動量）を全観測点において検出し、その分布情報を生成する。せん断変位量分布検出部４０１は、せん断変位に関する情報の分布情報をせん断変位量分布算出部４０２に供給する。
　せん断変位量分布算出部４０２は、せん断変位量分布検出部４０１から供給されたせん断変位に関する情報の分布情報（例えば、全観測点についてのCoP変化量、接触領域移動量等）をせん断変位量の分布情報（例えば、全観測点についてのせん断変位量）に変換し、その分布情報をせん断力分布算出部４０３に供給する。
　せん断力分布算出部４０３は、せん断変位量分布算出部４０２から供給されたせん断変位量の分布情報に基づいて、せん断力の分布情報を算出する。例えば、せん断力分布算出部４０３は、全観測点について、せん断変位量をせん断力に変換する。せん断力分布算出部４０３は、算出したせん断力の分布情報を分布情報処理部４０４に供給する。
　分布情報処理部４０４は、せん断力分布算出部４０３から供給されたせん断力の分布情報（例えば図９のグラフ）から不連続点を検出する。分布情報処理部４０４は、その不連続点を示す情報を固着率算出部４０５に供給する。
　固着率算出部４０５は、分布情報処理部４０４から供給される不連続点を示す情報に基づいて固着領域と滑り領域とを特定し、特定したそれらの領域から固着率を算出する。固着率算出部４０５は、算出した固着率を把持力算出部３０３に供給する。
　目標固着率設定部４０６は、固着率の目標値（目標固着率とも称する）を設定し、それを把持力算出部３０３に供給する。
　把持力算出部３０３は、固着率算出部４０５により算出された固着率と、目標固着率設定部４０６により設定された目標固着率とに基づいて、把持力を算出し、それをアクチュエータ制御部３０４に供給する。つまり、支持力制御部である把持力算出部３０３は、検出されたせん断変位に関する情報の分布から算出されるせん断変位量の分布を用いて導出されるせん断力の分布に基づいて、支持力を制御する。
　アクチュエータ制御部３０４は、把持装置１０２を制御し、把持力算出部３０３から供給される把持力を発生させる（例えば、その把持力で物体を支持する）ように、把持装置１０２を駆動させる。
　このようにすることにより、制御装置１０１は、方法２を適用して支持制御を行うことができる。
　なお、分布情報処理部４０４が、せん断変位量の分布情報を用いて不連続点を検出するようにしてもよい。その場合、せん断力分布算出部４０３を省略してもよい。
　　　＜制御処理の流れ＞
　この場合の制御処理の流れの例を、図４２のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、せん断変位量分布検出部４０１は、ステップＳ４４１において、せん断力に関する情報として、せん断変位量分布に関する情報（例えばCoP変化量や接触領域移動量等の分布情報）を検出する。
　ステップＳ４４２において、せん断変位量分布算出部４０２は、ステップＳ４０１において検出された情報に基づいて、せん断変位量の分布情報を算出する。
　ステップＳ４４３において、せん断力分布算出部４０３は、ステップＳ４０２において算出されたせん断変位量の分布情報を用いてせん断力の分布情報を算出する。
　ステップＳ４４４において、分布情報処理部４０４は、ステップＳ４４３において算出されたせん断力の分布情報に基づいて、不連続点を検出する。
　ステップＳ４４５において、固着率算出部４０５は、ステップＳ４４４において検出された不連続点に基づいて、固着領域と滑り領域とを特定し、その特定した各領域に基づいて固着率を算出する。
　ステップＳ４４６において、目標固着率設定部４０６は、固着率の目標値である目標固着率を設定する。
　ステップＳ４４７において、把持力算出部３０３は、ステップＳ４４５において算出された固着率と、ステップＳ４４６において設定された目標固着率とに基づいて、把持力（支持力）を算出する。
　ステップＳ４４８において、アクチュエータ制御部３０４は、ステップＳ４４７において算出された把持力（支持力）で物体を支持するように、把持装置１０２のアクチュエータの駆動を制御する。
　ステップＳ４４７の処理が終了すると、制御処理が終了する。
　以上のように各処理を実行することにより、制御装置１０１は、方法２を適用して把持装置１０２の把持力（支持力）を制御することができる。したがって、制御装置１０１は、把持装置１０２に対して、より適切な支持力で物体を支持させることができる。
　　　＜制御装置＞
　第１の実施の形態において説明した方法３（せん断力/変位分布の時系列情報を用いた固着率推定）を適用することもできる。図４３は、その場合の制御装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。図４３に示されるように、この場合、制御装置１０１は、図４１の例の分布情報処理部４０４の代わりに、分布情報記憶部４１１および分布時系列情報処理部４１２を有する。
　分布情報記憶部４１１は、例えばフラッシュメモリ等の記憶媒体を有し、せん断力分布算出部４０３により算出されたせん断力の分布情報を記憶する。分布情報記憶部４１１は、記憶している各時刻のせん断力の分布情報に基づいて、せん断力の分布情報の時系列変化を示す情報である分布時系列情報を生成し、それを分布時系列情報処理部４１２に供給する。
　分布時系列情報処理部４１２は、せん断力分布算出部４０３から最新のせん断力の分布情報を取得する。また、分布時系列情報処理部４１２は、分布情報記憶部４１１から供給される過去の分布時系列情報を取得する。分布時系列情報処理部４１２は、それらのせん断力の分布時系列情報に基づいて滑り領域や固着領域を特定する。
　固着率算出部４０５は、分布時系列情報処理部４１２において特定された滑り領域や固着領域に基づいて、固着率を算出する。
　つまり、この場合、支持力制御部である把持力算出部３０３は、分布情報記憶部４１１を用いて生成された、せん断力の分布の時系列変化に基づいて、支持力を制御する。
　このようにせん断力の分布情報の時系列情報に基づいて滑り領域等を特定し、固着率を導出することにより、方法３を適用して支持制御を行うことができる。
　なお、分布時系列情報処理部４１２が、せん断変位量の分布情報を用いて不連続点を検出するようにしてもよい。その場合、せん断力分布算出部４０３を省略してもよい。
　　　＜制御処理の流れ＞
　この場合の制御処理の流れの例を、図４４のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、ステップＳ４６１乃至ステップＳ４６３の各処理が、ステップＳ４４１乃至ステップＳ４４３の各処理と同様に実行される。
　ステップＳ４６４において、分布情報記憶部４１１は、ステップＳ４６３の処理により算出されたせん断力の分布情報を記憶する。
　ステップＳ４６５において、分布時系列情報処理部４１２は、ステップＳ４６３において算出されたせん断力の分布情報と、分布情報記憶部４１１により記憶されている分布情報とを用いて、分布時系列情報を処理する。すなわち、滑り領域や固着領域が特定される。
　ステップＳ４６６乃至ステップＳ４６９の各処理は、ステップＳ４４５乃至ステップＳ４４８の各処理と同様に実行される。そして、ステップＳ４６９の処理が終了すると、制御処理が終了する。
　以上のように各処理を実行することにより、制御装置１０１は、方法３を適用して把持装置１０２の把持力（支持力）を制御することができる。したがって、制御装置１０１は、把持装置１０２に対して、より適切な支持力で物体を支持させることができる。
　　　＜制御装置＞
　第１の実施の形態において説明した方法１と方法３を組み合わせて適用することもできる。図４５は、その場合の制御装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。図４５に示されるように、この場合、制御装置１０１は、せん断変位量分布検出部４０１乃至目標固着率設定部４０６、把持力算出部３０３－１および把持力算出部３０３－２、アクチュエータ制御部３０４、接触情報保持部３２１、並びに、演算部４２１および演算部４２２を有する。
　目標固着率設定部４０６は、目標固着率を設定すると、その目標固着率を把持力算出部３０３－１にフィードフォワードする。把持力算出部３０３－１は、フィードフォワードされた目標固着率と、接触情報保持部３２１より保持されている接触情報とに基づいて、把持力を算出する。把持力算出部３０３－１は、算出した把持力を、演算部４２２を介してアクチュエータ制御部３０４に供給する。このように目標固着率を用いてフィードフォワードを行うことにより、より高速な応答速度で支持制御を行うことができる。
　せん断変位量分布検出部４０１乃至固着率算出部４０５は、図４１の場合と同様に処理を行う。固着率算出部４０５は、算出した固着率を演算部４２１にフィードバックする。また、目標固着率設定部４０６は、設定した目標固着率を演算部４２１に供給する。
　演算部４２１は、目標固着率から、固着率算出部４０５により算出された固着率を減算する。演算部４２１は、その演算結果を把持力算出部３０３－２に供給する。
　把持力算出部３０３－２は、演算部４２１より供給された固着率の差分を、把持力算出部３０３－２に供給する。把持力算出部３０３－２は、その差分に基づいて把持力を算出し、それを演算部４２２に供給する。
　演算部４２２は、把持力算出部３０３－２から供給された把持力を、把持力算出部３０３－１から供給された把持力に加算し、その加算結果をアクチュエータ制御部３０４に供給する。つまり、把持力算出部３０３－１において算出される把持力が、把持力算出部３０３－２において算出される把持力により補正される。アクチュエータ制御部３０４は、その補正結果を用いてアクチュエータを制御する。このように検出された情報に基づいて固着率を導出してフィードバックさせることにより、制御装置１０１は、フィードフォワードにより算出した把持力を補正することができる。したがって、制御装置１０１は、よりロバストな制御を行うことができる。すなわち、制御装置１０１は、よりロバストで応答性の良い制御を行うことができる。
　　　＜制御処理の流れ＞
　この場合の制御処理の流れの例を、図４６のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、せん断変位量分布検出部４０１は、ステップＳ４４１において、せん断変位量分布に関する情報（例えばCoP変化量や接触領域移動量等の分布情報）を検出する。
　制御処理が開始されると、目標固着率設定部４０６は、ステップＳ４８１において、目標固着率を設定する。
　ステップＳ４８２において、把持力算出部３０３－１は、ステップＳ４８１において設定された目標固着率と、接触情報とに基づいて把持力を算出する。
　ステップＳ４８３において、アクチュエータ制御部３０４は、ステップＳ４８２において算出された把持力を用いてアクチュエータを制御する。
　ステップＳ４８４乃至ステップＳ４８８の各処理は、図４２のステップＳ４４１乃至ステップＳ４４５の各処理と同様に実行される。
　ステップＳ４８９において、演算部４２１、把持力算出部３０３－２、および演算部４２２は、ステップＳ４８８において算出された固着率と、ステップＳ４８１において生成された目標固着率とに基づいて、把持力を補正する。より具体的には、把持力算出部３０３－２が、目標固着率と算出した固着率との差分に対応する把持力を算出し、演算部４２２が、それを把持力算出部３０３－１により算出された把持力に加算して補正する。
　ステップＳ４９０の各処理が終了すると、制御処理が終了する。
　このように制御処理を行うことにより、制御装置１０１は、方法１と方法２とを適用して把持装置１０２の把持力（支持力）を制御することができる。したがって、制御装置１０１は、よりロバストで応答性の良い制御を行うことができる。
　　＜摩擦係数が事前動作で計測できる場合＞
　　　＜制御装置＞
　例えば、物体把持前に物体の摩擦係数を計測するために、図４７に示されるような物体４３１を滑らせる動作を行い、せん断力FXと把持力FNの関係から摩擦係数を推定することができるせん断力は触覚センサから得られたせん断変位から推測しても良いし、指先に別途3軸センサなどを取り付けても良い。把持力についても触覚センサ情報から推測する方法や3軸センサなどの力覚センサを用いる方法、またモータの電流から推測する方法などがある。
　図４８は、その場合の制御装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。図４８に示されるように、この場合、制御装置１０１は、せん断変位量検出部３０１、せん断変位量算出部３０２、摩擦係数測定部４４１、接触情報保持部３２１、固着率算出部４０５、目標固着率設定部４０６、把持力算出部３０３、およびアクチュエータ制御部３０４を有する。
　摩擦係数測定部４４１は、摩擦係数の測定を行う。また、摩擦係数測定部４４１が把持力FNを測定し、それを用いて摩擦係数を算出するようにしてもよい。その場合、例えば、摩擦係数測定部４４１は、把持力FNを計測し、そのFNとせん断方向の力FXとを用いて摩擦係数を導出する。摩擦係数測定部４４１は、その摩擦係数を固着率算出部４０５に供給する。
　固着率算出部４０５は、せん断変位量算出部３０２から供給されるせん断変位量と、摩擦係数測定部４４１から供給される摩擦係数と、接触情報保持部３２１から取得した接触情報とに基づいて、固着率を算出する。固着率算出部４０５は、算出した固着率を、把持力算出部３０３に供給する。
　把持力算出部３０３は、目標固着率設定部４０６により設定された目標固着率と、固着率算出部４０５から供給された固着率とを用いて把持力を算出する。つまり、支持力制御部である把持力算出部３０３は、物体と接触部との間の摩擦係数に基づいて、支持力を制御する。
　このように、測定した摩擦係数を用いて支持制御を行うことにより、制御装置１０１は、より正確な把持力制御を行うことができる。したがって、制御装置１０１は、把持装置１０２に対して、より適切な支持力で物体を支持させることができる。
　　　＜制御処理の流れ＞
　この場合の制御処理の流れの例を、図４９のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、せん断変位量検出部３０１は、ステップＳ５０１において、せん断変位量に関する情報を検出する。
　ステップＳ５０２において、せん断変位量算出部３０２は、ステップＳ５０１において検出されたせん断変位量に関する情報を用いてせん断変位量を算出する。
　ステップＳ５０３において、摩擦係数測定部４４１は、摩擦係数を測定する。ステップＳ５０４において、固着率算出部４０５は、せん断変位量と接触情報と摩擦係数とに基づいて、固着率を算出する。
　ステップＳ５０５において、把持力算出部３０３は、算出した固着率と目標固着率とに基づいて把持力を算出する。ステップＳ５０６において、アクチュエータ制御部３０４は、ステップＳ５０５において算出された把持力を用いてアクチュエータを制御する。
　ステップＳ５０６の処理が終了すると、制御処理が終了する。
　このように各処理を実行することにより、制御装置１０１は、摩擦係数を用いて支持制御を行うことができる。
　なお、この場合も、＜摩擦係数が事前に分からない場合＞において説明した各種のバリエーションを適用することができる。
　　＜摩擦係数が事前に分かっている(予測できる)場合＞
　　　＜制御装置＞
　摩擦係数が事前に分かっている場合、または予測できる場合、せん断変位から固着率を直接算出することができる。図５０は、その場合の制御装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。図５０に示されるように、この場合、制御装置１０１は、図４８の例の構成から摩擦係数測定部４４１が省略されている。
　この場合、摩擦係数は、接触情報保持部３２１により保持されている接触情報に含めることができる。また、この接触情報には、例えば、柔軟変形層の形状を示す情報、柔軟変形層２１２の表面の曲率を示す情報、固着率モデル、弾性、把持装置１０２の接触対象である物体の曲面に関する情報等がさらに含まれていてもよい。
　また、この場合も、接触曲面に関する情報は、接触情報として予め接触情報保持部３２１に保持されていても良いし、その場で認識した結果を用いても良い。認識する場合は認識部が必要になる。目標固着率は、タスク内容や周囲環境の認識結果から求めるようにしても良い。また滑り方向によってこれらの設定を変えることもできる。
　なお、この場合も、＜摩擦係数が事前に分からない場合＞や＜摩擦係数が事前動作で計測できる場合＞において説明した各種のバリエーションを適用することができる。
　　　＜制御処理の流れ＞
　この場合の制御処理の流れの例を、図５１のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、ステップＳ５２１およびステップＳ５２２の各処理が、図４９のステップＳ５０１およびステップＳ５０２の各処理と同様に実行される。
　ステップＳ５２３において、固着率算出部４０５は、ステップＳ５２２において算出されたせん断変位量と、接触情報保持部３２１に記憶されている接触情報とに基づいて、固着率を算出する。
　ステップＳ５２４およびステップＳ５２５の各処理は、図４９のステップＳ５０５およびステップＳ５０６の各処理と同様に実行される。ステップＳ５２５の処理が終了すると、制御処理が終了する。
　このように各処理を実行することにより、制御装置１０１は、摩擦係数が事前に分かっている場合においても、支持制御を行うことができる。
　　　＜制御装置＞
　また、固着率は、せん断変位の方向毎に導出することができる。図５２は、その場合の制御装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。図５２に示されるように、この場合、制御装置１０１は、基本的に図５０の例の場合と同様の構成を有する。ただし、この場合、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）の固着率算出部４０５－１乃至固着率算出部４０５－Ｎと、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）の把持力算出部３０３－１乃至把持力算出部３０３－Ｎとを有する。
　固着率算出部４０５－１乃至固着率算出部４０５－Ｎは、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）の固着率を算出する。把持力算出部３０３－１乃至把持力算出部３０３－Ｎは、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）の把持力を算出する。
　また、せん断変位量算出部３０２は、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）のせん断変位量を算出し、それらをその方向に対応する固着率算出部４０５に供給する。また、接触情報保持部３２１は、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）の接触情報を保持しており、適宜、それらを、その接触情報と同一の方向に対応する固着率算出部４０５に供給する。さらに、目標固着率設定部４０６は、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）に目標固着率を設定し、各方向の目標固着率を、その方向に対応する把持力算出部３０３に供給する。
　このようにすることにより、制御装置１０１は、滑りの方向に応じて把持力を制御することができる。したがって、制御装置１０１は、より多様な支持制御を実現することができる。
　　　＜制御処理の流れ＞
　この場合の制御処理の流れの例を、図５３のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、ステップＳ５４１の処理は、図５１のステップＳ５２１の処理と同様に実行される。
　ステップＳ５４２（図５３）において、せん断変位量算出部３０２は、ステップＳ５４１において検出された情報に基づいて、方向毎（例えば、x,y,θ等毎）のせん断変位量を算出する。
　ステップＳ５４３において、固着率算出部４０５－１乃至固着率算出部４０５－Ｎは、ステップＳ５４２において算出された方向毎のせん断変位量と、接触情報保持部３２１により保持されている方向毎の接触情報とに基づいて、把持力をその方向毎に算出する。
　ステップＳ５４４において、把持力算出部３０３－１乃至把持力算出部３０３－Ｎは、ステップＳ５４２において算出された方向毎のせん断変位量と、接触情報保持部３２１により保持されている方向毎の接触情報とに基づいて、把持力をその方向毎に算出する。
　ステップＳ５４４において、アクチュエータ制御部３０４は、ステップＳ５４３において算出された方向毎の把持力から、方向毎の把持力を算出する。
　ステップＳ５４５において、アクチュエータ制御部３０４は、ステップＳ５４４において決定された把持力（支持力）で物体を支持するように、把持装置１０２のアクチュエータの駆動を制御する。そして、ステップＳ５４５の処理が終了すると制御処理が終了する。
　以上のように各処理を実行することにより、制御装置１０１は、滑りの方向に応じて把持力を制御することができ、より多様な支持制御を実現することができる。
　　＜位置制御と組み合わせる場合＞
　初期滑りの検出だけでは適切な把持力を決定できない場合がある。例えば、図５４に示される場合において、指部２０１Ｂは滑りの抑制だけではなく物体４６１の重力の補償もする必要があるが、物体４６１の質量や重心位置は未知である場合が多い。そのため指部２０１を位置制御することによって、重力補償を行う手法が考えられる。また、道具などを利用する場合は、力の制御だけでは位置剛性を高くできないので、位置制御との両立を行う場合も考えられる。
　図５５は、その場合の制御装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。図５５に示されるように、この場合、制御装置１０１は、図２７の例の構成に加え、角度/位置検出部４７１、目標位置指令部４７２、位置制御部４７３、および出力決定部４７４を有する。
　角度/位置検出部４７１は、任意のセンサを有し、例えば指部２０１等、把持装置１０２の一部または全部の位置若しくは角度またはその両方を検出する。角度/位置検出部４７１は、検出した情報を位置制御部４７３に供給する。
　目標位置指令部４７２は、位置制御部４７３に対して、制御対象（例えば指部２０１等）の目標位置を指令する。
　位置制御部４７３は、目標位置指令部４７２から供給された目標位置と、角度/位置検出部４７１から供給された把持装置１０２の一部または全部の位置若しくは角度またはその両方の検出情報とに基づいて、制御対象の位置や角度を目標値に近づけるようにトルク・力を生成し、それを出力決定部４７４に供給する。
　また、把持力算出部３０３は、せん断変位量から算出した把持力（トルク・力）を出力決定部４７４に供給する。
　出力決定部４７４は、位置制御部４７３から供給されたトルク・力と、把持力算出部３０３から供給された把持力（トルク・力）とを足し合わせ、アクチュエータ制御部３０４に供給する。
　このようにすることにより、把持力制御と位置制御とを両立させることができる。
　　　＜制御処理の流れ＞
　この場合の制御処理の流れの例を図５６のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、せん断変位量検出部３０１は、ステップＳ５６１において、せん断変位量に関する情報（例えばCoP変化量や接触領域移動量等）を検出する。
　ステップＳ５６２において、せん断変位量算出部３０２は、ステップＳ５６１において検出された情報に基づいて、せん断変位量を算出する。
　ステップＳ５６３において、把持力算出部３０３は、ステップＳ５６２において算出されたせん断変位量に基づいて把持力（支持力）を算出する。
　ステップＳ５６４において、角度/位置検出部４７１は、把持装置１０２の（一部または全部の）位置および姿勢（角度）を検出する。
　ステップＳ５６５において、位置制御部４７３は、ステップＳ５６４において検出された位置および姿勢を、目標位置指令部４７２から指令された位置および姿勢にするのに必要なトルク・力を算出する。
　ステップＳ５６６において、出力決定部４７４は、ステップＳ５６３において算出された把持力と、ステップＳ５６５において導出したトルク・力を足し合わせる。ステップＳ５６７において、アクチュエータ制御部３０４は、ステップＳ５６６において足し合わせたトルク・力に基づいてアクチュエータを制御する。
　ステップＳ５６７の処理が終了すると、制御処理が終了する。
　以上のように制御を行うことにより、制御装置１０１は、把持力制御と位置制御とを両立させることができる。
　　＜多指になった場合＞
　　　＜制御装置＞
　把持装置１０２が指部２０１を複数備え、その姿勢や位置を自由に変更できるような構成の場合、滑り方向などを指の姿勢情報を利用して推定すればよい。
　図５７は、その場合の制御装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。図５７に示されるように、この場合、制御装置１０１は、指ユニット４８１－１乃至指ユニット４８１－Ｌ（Ｌは任意の自然数）、姿勢情報提供部４８２、滑り方向算出部４８３、および把持力算出部４８４を有する。
　指ユニット４８１－１乃至指ユニット４８１－Ｌは、各指部２０１に設けられた構成を示す。以下において、指ユニット４８１－１乃至指ユニット４８１－Ｌを互いに区別して説明する必要が無い場合、指ユニット４８１と称する。
　各指ユニット４８１は、せん断変位量検出部３０１、せん断変位量算出部３０２、および把持力算出部３０３を有する。つまり、各指ユニット４８１は、その把持力算出部３０３により算出された値を出力し、滑り方向算出部４８３に供給する。
　姿勢情報提供部４８２は、把持装置１０２（またはその指部２０１等）の位置および姿勢に関する情報を検出し、それを滑り方向算出部４８３と把持力算出部４８４に供給する。
　滑り方向算出部４８３は、各指ユニット４８１から供給されるトルク・力と、姿勢情報提供部４８２から供給される、把持装置１０２の位置および姿勢に関する情報とに基づいて、滑り方向を求める。滑り方向算出部４８３は、求めた滑り方向を示す情報を把持力算出部４８４に供給する。
　把持力算出部４８４は、滑り方向算出部４８３から供給される滑り方向を示す情報と、姿勢情報提供部４８２から供給される把持装置１０２の位置および姿勢に関する情報とに基づいて、把持力を算出し、それをアクチュエータ制御部３０４に供給する。
　このようにすることにより、把持装置１０２の各指部２０１をより適切な支持力で物体を支持することができる。
　　　＜制御処理＞
　この場合の制御処理の流れの例を、図５８のフローチャートを参照して説明する。制御処理が開始されると、せん断変位量検出部３０１は、ステップＳ５８１において、指毎に、せん断変位量に関する情報を検出する。
　ステップＳ５８２において、せん断変位量算出部３０２は、指毎に、ステップＳ５８１において検出されたせん断変位量に関する情報に基づいて、せん断変位量を算出する。
　ステップＳ５８３において、把持力算出部３０３は、指毎に、ステップＳ５８２において算出されたせん断変位量に基づいて、把持力を算出する。
　ステップＳ５８４において、姿勢情報提供部４８２は、各指の姿勢を導出する。
　ステップＳ５８５において、滑り方向算出部４８３は、各指の把持力と姿勢とに基づいて、総合的に滑り方向を算出する。
　ステップＳ５８６において、把持力算出部４８４は、滑り方向に基づいて各指の把持力を補正する。
　ステップＳ５８７において、アクチュエータ制御部３０４は、把持装置１０２のアクチュエータを制御する。
　ステップＳ５８７の処理が終了すると制御処理が終了する。
　このように各処理を実行することにより、制御装置１０１は、周囲の状況に応じて、各指の姿勢を制御することができる。したがって、制御装置１０１は、より正確な把持力制御を行うことができる。したがって、制御装置１０１は、把持装置１０２に対して、より適切な支持力で物体を支持させることができる。
　　＜まとめ＞
　以上のように制御することにより、未知の物体（質量、摩擦係数、重心位置等が不明）でも、必要最小限の力で把持することができるので、滑り落とさずつぶさず把持することができる。
　並進方向・回転方向どの方向でも初期滑りが検出可能になり、さまざまな姿勢や方向で制御が可能になった。
　また、接触面を曲面にすることで、初期滑り検出精度を上げることができ、結果として把持の精度を向上させることができる。
　さらに、接触面を曲面にすることで、初期滑り検出精度を上げることができる。したがって、外力による変化も精度よく検出することができ、多様で未知な環境においても安定した動作が可能である。
　センサの上に柔軟変形層を積層する構成により、柔軟変形層とセンサを切り離すことができる。柔軟変形層だけ破損した際にはセンサを変えずに交換することができる。
　複数の曲率を利用していることにより、アプリケーションごとに必要な精度に応じて接触部を使い分けることができ、状況やタスクに応じた適切な制御が実現することができる。
　＜４．付記＞
　　＜支持＞
　以上においては、支持の例として手型の装置により物体を把持する場合の制御について説明したが、本技術は、この例に限定されず、その他の制御にも適用することができる。つまり、本明細書において「支持」とは、装置が物体に対して接触して何らかの作用を及ぼすことを示す。上述した把持システム１００の把持装置１０２が物体を「把持」することは、このような装置による「支持」の一例である。したがって、例えば、足型の装置により地面の上に立ったり、歩行したり、物体を蹴ったり、階段等を上ったり下りたりする行為も「支持」に含まれる。したがって、このような動作の制御にも本技術を適用することができる。勿論、装置の形状は、「手」や「足」に限らず、任意である。
　　＜コンピュータ＞
　上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここでコンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等が含まれる。
　図５９は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
　図５９に示されるコンピュータ９００において、CPU（Central Processing Unit）９０１、ROM（Read Only Memory）９０２、RAM（Random Access Memory）９０３は、バス９０４を介して相互に接続されている。
　バス９０４にはまた、入出力インタフェース９１０も接続されている。入出力インタフェース９１０には、入力部９１１、出力部９１２、記憶部９１３、通信部９１４、およびドライブ９１５が接続されている。
　入力部９１１は、例えば、キーボード、マウス、マイクロホン、タッチパネル、入力端子などよりなる。出力部９１２は、例えば、ディスプレイ、スピーカ、出力端子などよりなる。記憶部９１３は、例えば、ハードディスク、RAMディスク、不揮発性のメモリなどよりなる。通信部９１４は、例えば、ネットワークインタフェースよりなる。ドライブ９１５は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリなどのリムーバブルメディア９２１を駆動する。
　以上のように構成されるコンピュータでは、CPU９０１が、例えば、記憶部９１３に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース９１０およびバス９０４を介して、RAM９０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。RAM９０３にはまた、CPU９０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
　コンピュータが実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア９２１に記録して適用することができる。その場合、プログラムは、リムーバブルメディア９２１をドライブ９１５に装着することにより、入出力インタフェース９１０を介して、記憶部９１３にインストールすることができる。
　また、このプログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することもできる。その場合、プログラムは、通信部９１４で受信し、記憶部９１３にインストールすることができる。
　その他、このプログラムは、ROM９０２や記憶部９１３に、あらかじめインストールしておくこともできる。
　　＜本技術の適用対象＞
　本技術は、任意の構成に適用することができる。例えば、本技術は、システムLSI（Large Scale Integration）等としてのプロセッサ、複数のプロセッサ等を用いるモジュール、複数のモジュール等を用いるユニット、または、ユニットにさらにその他の機能を付加したセット等、装置の一部の構成として実施することもできる。
　また、例えば、本技術は、複数の装置により構成されるネットワークシステムにも適用することもできる。例えば、本技術を、ネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングとして実施するようにしてもよい。例えば、コンピュータ、携帯型情報処理端末、IoT（Internet of Things）デバイス等の任意の端末に対してサービスを提供するクラウドサービスにおいて本技術を実施するようにしてもよい。
　なお、本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、全ての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、および、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。
　　＜本技術を適用可能な分野・用途＞
　本技術を適用したシステム、装置、処理部等は、例えば、交通、医療、防犯、農業、畜産業、鉱業、美容、工場、家電、気象、自然監視等、任意の分野に利用することができる。また、その用途も任意である。
　　＜その他＞
　本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
　例えば、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。
　また、例えば、上述したプログラムは、任意の装置において実行されるようにしてもよい。その場合、その装置が、必要な機能（機能ブロック等）を有し、必要な情報を得ることができるようにすればよい。
　また、例えば、１つのフローチャートの各ステップを、１つの装置が実行するようにしてもよいし、複数の装置が分担して実行するようにしてもよい。さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合、その複数の処理を、１つの装置が実行するようにしてもよいし、複数の装置が分担して実行するようにしてもよい。換言するに、１つのステップに含まれる複数の処理を、複数のステップの処理として実行することもできる。逆に、複数のステップとして説明した処理を１つのステップとしてまとめて実行することもできる。
　また、例えば、コンピュータが実行するプログラムは、プログラムを記述するステップの処理が、本明細書で説明する順序に沿って時系列に実行されるようにしても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで個別に実行されるようにしても良い。つまり、矛盾が生じない限り、各ステップの処理が上述した順序と異なる順序で実行されるようにしてもよい。さらに、このプログラムを記述するステップの処理が、他のプログラムの処理と並列に実行されるようにしても良いし、他のプログラムの処理と組み合わせて実行されるようにしても良い。
　また、例えば、本技術に関する複数の技術は、矛盾が生じない限り、それぞれ独立に単体で実施することができる。もちろん、任意の複数の本技術を併用して実施することもできる。例えば、いずれかの実施の形態において説明した本技術の一部または全部を、他の実施の形態において説明した本技術の一部または全部と組み合わせて実施することもできる。また、上述した任意の本技術の一部または全部を、上述していない他の技術と併用して実施することもできる。
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
　（１）　物体と接触する接触部の形状に関する情報と前記接触部のせん断力に関する情報とに基づいて、前記物体を支持する支持力を制御する支持力制御部
　を備える制御装置。
　（２）　前記形状に関する情報は、前記接触部の表面の曲率を示す情報を含み、
　前記支持力制御部は、前記曲率を示す情報に基づいて前記支持力を制御する
　（１）に記載の制御装置。
　（３）　前記支持力制御部は、前記物体の形状に関する情報に基づいて前記支持力を制御する
　（１）または（２）に記載の制御装置。
　（４）　前記形状に関する情報を保持する保持部をさらに備え、
　前記支持力制御部は、前記保持部により保持されている前記形状に関する情報に基づいて前記支持力を制御する
　（１）乃至（３）のいずれかに記載の制御装置。
　（５）　前記せん断力に関する情報は、前記接触部のせん断変位量を示す情報を含み、
　前記支持力制御部は、前記せん断変位量を示す情報に基づいて前記支持力を制御する
　（１）乃至（４）のいずれかに記載の制御装置。
　（６）　前記支持力制御部は、方向毎の前記せん断変位量を示す情報に基づいて前記支持力を制御する
　（５）に記載の制御装置。
　（７）　前記支持力制御部は、検出されたせん断力に関する情報を用いて算出された前記せん断変位量を示す情報に基づいて前記支持力を制御する
　（５）または（６）に記載の制御装置。
　（８）　前記物体を支持する支持部の駆動を制御し、前記支持力制御部により制御される前記支持力で前記物体を支持させる駆動制御部をさらに備える
　（１）乃至（７）のいずれかに記載の制御装置。
　（９）　前記支持力制御部は、前記物体に加えられた支持力の検出結果に基づいて、前記支持力を制御する
　（１）乃至（８）のいずれかに記載の制御装置。
　（１０）　前記支持力制御部は、前記物体を支持する支持部の位置若しくは姿勢またはその両方の検出結果に基づいて、前記支持力を制御する
　（１）乃至（９）のいずれかに記載の制御装置。
　（１１）　前記せん断力に関する情報は、前記接触部のせん断変位に関する情報を含み、
　前記支持力制御部は、検出された前記せん断変位に関する情報の分布から算出されるせん断変位量の分布を用いて導出されるせん断力の分布に基づいて、前記支持力を制御する
　（１）乃至（１０）のいずれかに記載の制御装置。
　（１２）　前記支持力制御部は、前記せん断力の分布の時系列変化に基づいて、前記支持力を制御する
　（１１）に記載の制御装置。
　（１３）　前記支持力制御部は、前記せん断力の分布を用いて算出される固着率に基づいて、前記支持力を制御する
　（１１）または（１２）に記載の制御装置。
　（１４）　前記支持力制御部は、前記固着率の目標値である目標固着率に基づいて、前記支持力を制御する
　（１３）に記載の制御装置。
　（１５）　前記支持力制御部は、前記物体の前記接触部に対する回転方向の滑りである回転滑りに基づいて、前記支持力を制御する
　（１）乃至（１４）のいずれかに記載の制御装置。
　（１６）　前記支持力制御部は、前記接触部が前記物体に加える圧力の分布の検出結果に基づいて、前記支持力を制御する
　（１５）に記載の制御装置。
　（１７）　前記支持力制御部は、前記物体と前記接触部との間の摩擦係数に基づいて、前記支持力を制御する
　（１）乃至（１６）のいずれかに記載の制御装置。
　（１８）　表面が複数の曲率で構成される前記接触部の、前記物体と接触する位置を制御する位置制御部をさらに備える
　（１）乃至（１７）のいずれかに記載の制御装置。
　（１９）　物体と接触する接触部の形状に関する情報と前記接触部のせん断力に関する情報とに基づいて、前記物体を支持する支持力を制御する
　制御方法。
　（２０）　コンピュータを、
　物体と接触する接触部の形状に関する情報と前記接触部のせん断力に関する情報とに基づいて、前記物体を支持する支持力を制御する支持力制御部
　として機能させるプログラム。
　１００　把持システム，　１０１　制御装置，　１０２　把持装置，　２０１　指部，　２１１　センサ，　２１２　柔軟変形層，　２３１　物体，　３０１　せん断変位量検出部，　３０２　せん断変位量算出部，　３０３　把持力算出部，　３０４　アクチュエータ制御部，　３１１　把持力測定部，　３２１　接触情報保持部，　３３１　把持力決定部，　３４１　制御パラメータ記憶部，　３４２　制御パラメータ，　３５１　タスク指令部，　３５２　滑り方向指定部，　３６１　環境認識部，　４０１　せん断変位量分布検出部，　４０２　せん断変位量分布算出部，　４０３　せん断力分布算出部，　４０４　分布情報処理部，　４０５　固着率算出部，　４０６　目標固着率設定部，　４１１　分布情報記憶部，　４１２　分布時系列情報処理部，　４３１　物体，　４４１　摩擦係数測定部，　４６１　物体，　４７１　角度/位置検出部，　４７２　目標位置指令部，　４７３　位置制御部，　４７４　出力決定部，　４８１　指ユニット，　４８２　姿勢情報提供部，　４８３　滑り方向算出部，　４８４　把持力算出部

Claims (20)

  1. 　物体と接触する接触部の形状に関する情報と前記接触部のせん断力に関する情報とに基づいて、前記物体を支持する支持力を制御する支持力制御部
    　を備える制御装置。
  2. 　前記形状に関する情報は、前記接触部の表面の曲率を示す情報を含み、
    　前記支持力制御部は、前記曲率を示す情報に基づいて前記支持力を制御する
    　請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記支持力制御部は、前記物体の形状に関する情報に基づいて前記支持力を制御する
    　請求項１に記載の制御装置。
  4. 　前記形状に関する情報を保持する保持部をさらに備え、
    　前記支持力制御部は、前記保持部により保持されている前記形状に関する情報に基づいて前記支持力を制御する
    　請求項１に記載の制御装置。
  5. 　前記せん断力に関する情報は、前記接触部のせん断変位量を示す情報を含み、
    　前記支持力制御部は、前記せん断変位量を示す情報に基づいて前記支持力を制御する
    　請求項１に記載の制御装置。
  6. 　前記支持力制御部は、方向毎の前記せん断変位量を示す情報に基づいて前記支持力を制御する
    　請求項５に記載の制御装置。
  7. 　前記支持力制御部は、検出されたせん断力に関する情報を用いて算出された前記せん断変位量を示す情報に基づいて前記支持力を制御する
    　請求項５に記載の制御装置。
  8. 　前記物体を支持する支持部の駆動を制御し、前記支持力制御部により制御される前記支持力で前記物体を支持させる駆動制御部をさらに備える
    　請求項１に記載の制御装置。
  9. 　前記支持力制御部は、前記物体に加えられた支持力の検出結果に基づいて、前記支持力を制御する
    　請求項１に記載の制御装置。
  10. 　前記支持力制御部は、前記物体を支持する支持部の位置若しくは姿勢またはその両方の検出結果に基づいて、前記支持力を制御する
    　請求項１に記載の制御装置。
  11. 　前記せん断力に関する情報は、前記接触部のせん断変位に関する情報を含み、
    　前記支持力制御部は、検出された前記せん断変位に関する情報の分布から算出されるせん断変位量の分布を用いて導出されるせん断力の分布に基づいて、前記支持力を制御する
    　請求項１に記載の制御装置。
  12. 　前記支持力制御部は、前記せん断力の分布の時系列変化に基づいて、前記支持力を制御する
    　請求項１１に記載の制御装置。
  13. 　前記支持力制御部は、前記せん断力の分布を用いて算出される固着率に基づいて、前記支持力を制御する
    　請求項１１に記載の制御装置。
  14. 　前記支持力制御部は、前記固着率の目標値である目標固着率に基づいて、前記支持力を制御する
    　請求項１３に記載の制御装置。
  15. 　前記支持力制御部は、前記物体の前記接触部に対する回転方向の滑りである回転滑りに基づいて、前記支持力を制御する
    　請求項１に記載の制御装置。
  16. 　前記支持力制御部は、前記接触部が前記物体に加える圧力の分布の検出結果に基づいて、前記支持力を制御する
    　請求項１５に記載の制御装置。
  17. 　前記支持力制御部は、前記物体と前記接触部との間の摩擦係数に基づいて、前記支持力を制御する
    　請求項１に記載の制御装置。
  18. 　表面が複数の曲率で構成される前記接触部の、前記物体と接触する位置を制御する位置制御部をさらに備える
    　請求項１に記載の制御装置。
  19. 　物体と接触する接触部の形状に関する情報と前記接触部のせん断力に関する情報とに基づいて、前記物体を支持する支持力を制御する
    　制御方法。
  20. 　コンピュータを、
    　物体と接触する接触部の形状に関する情報と前記接触部のせん断力に関する情報とに基づいて、前記物体を支持する支持力を制御する支持力制御部
    　として機能させるプログラム。
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