物理世界と情報世界をつなぐソフトインターフェース

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1、日本ロボット学会誌Vol.xxNo.xx,pp.1～9,200x1学術・技術論文物理世界と情報世界をつなぐソフトインターフェース平井慎一∗SoftInterfaceconnectingPhysicalandInformationWorldsShinichiHirai∗Thisarticleproposesaconceptofsoftinterfacefortheconnectionbetweenphysicalworldwhererobotsactandinformationworldwhererobotintelligenceisrealized.First,thisauthor

2、summarizesmodelingandcontrolofobjectgraspingandmanipulationperformedbyapairofsoftfingertips.Thisauthorpointsoutthatasoftfingertipworksasasoftinterfaceforstablegraspingandmanipulation.Thisauthoralsointroducestwo-stagecontrollawforstablemanipulationbyapairof2-DOFfingersbasedonqualitativemappingbetw

3、eencontrolvariablesandstatevari-ables.Theproposedcontrollawincludessoftinterfacetocopewithuncertaintiesinrealworld.Thismapping-basedapproachisthenappliedtothecontrolofaflexiblearmbasedonpolarcoordinates.KeyWords:Softinterface,Physicalconstraints,GraspingandManipulation,Control,Mapping.引き起こすことは基

4、本的にはない．たとえ，標本化や誤差に起1.はじめに因して物理世界と異なる表現が得られたとしても，情報世界でロボットは，センサとアクチュエータにより実世界と相互作は問題にならない．また，センシングにより得られた実世界に用しながら，知的に行動するシステムである．ロボットによる関する情報に対して，情報世界では物理法則に反する操作を行知能はコンピュータにより実現されており，論理を基礎としてうことができる．もし物理法則や物理制約に反する操作の後に，いる．一方，物理世界は物理法則に支配される．ロボットの黎情報世界から実世界への写像(アクション)を行うと，情報世界明期にあった，コンピュータが進歩

5、すれば人間に可能な動作のでは顕在化しなかった問題が実世界で生じることになる．ほとんどをロボットが実行できるだろうという期待は，現実の本論文では，情報世界から物理世界への写像において生じうものとはなっていない．その理由として，物理世界と情報世界る，両世界のミスマッチに対応するひとつの方向として，ソフトとのミスマッチがあるのではと考えている．そのミスマッチにインターフェースの概念を展開する．環境の不確定性に対応す対応するひとつの方向として，柔らかさを介して実世界と作用るために柔らかさを使うという考えは，コンプライアンス[1]～する，ソフトインターフェースを提唱する．本論文では，柔軟[3

6、]，インピーダンス[4][5]という概念を基礎として展開されてな指先による物体把持・操作を典型的な例として，ソフトインきた．実用的な例としては，RCCデバイス[6][7]が挙げられターフェースの概念を展開する．る．また，手指と対象物の接触を伴う物体の把持と操作を遂行物理世界と情報世界の違いとして，物理制約が挙げられる．実するために，柔軟指[8]～[13]を用いた把持と操作に関する研究世界は物理法則に支配され，種々の物理制約が存在する．一方，が進められている．本論文では，これらの研究と著者の過去の研情報世界には，実世界に存在するような制約はない．情報世界究を基礎として，これらを統一的

7、に理解するための概念としてでは，物理制約に拘束されることなく，物理制約に反する表現ソフトインターフェースを提案するとともに，ソフトインターが可能である．逆に，情報世界で実世界を表現するときには，物フェースがどのように情報世界から物理世界のミスマッチに対理制約を陽に記述する必要がある．このような非対称性が，ロ応するかを示す．ソフトインターフェースとは，系に内在するボットと実世界との相互作用にどのように影響するであろうか．自由度で，物理制約を満たすように振舞う自由度と定義