JP2010528267A5 - - Google Patents

Claims (30)

1. 変形可能なセンサを備える生体模倣触覚センサを有する生体模倣触覚センサシステムであって、
   前記変形可能なセンサは、
   十分に凸状の表面を有する硬い骨格と、
   前記硬い骨格に取り付けられ、前記表面を十分に覆う弾性被覆と、
   前記硬い骨格の表面上の複数の電極と、
   前記電極と前記弾性被覆間の弱導電性流体と、
   生体模倣触覚センサに取り付けられ、当該生体模倣触覚センサと外的物体間の接触に反応して、義手またはロボットマニピュレータの動きを制御するコントローラと、
   を有し、
   前記コントローラは、人の脳が人の指尖部と前記外的物体間の接触に反応して前記人の指尖部の動きを制御する方法と少なくとも部分的に比較しうる方法で動きを制御する、生体模倣触覚センサシステム。
2. 前記生体模倣触覚センサは、前記弾性被覆が前記外的物体の表面上を滑る時の振動を、変形可能な液状物質を介して伝播させて感知できるように、前記弱導電性流体と接触して構成される圧力変換器をさらに有する請求項１に記載の生体模倣触覚センサシステム。
3. 前記コントローラは、前記圧力変換器からの情報に基づいて、前記硬い骨格と前記弾性被覆間の前記弱導電性流体の容量の変化を測定するように構成される、請求項２に記載の生体模倣触覚センサシステム。
4. 前記弾性被覆の外表面は、前記外的物体の表面上を滑る時の振動を増強するように、突起状パターンを有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
5. 前記弾性被覆が前記外的物体上を滑る時、前記圧力変換器により感知される振動に基づいて、前記物体の表面の質感特性の推測をするように前記コントローラが構成される、請求項２〜４のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
6. 前記生体模倣触覚センサは温度センサを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
7. 前記硬い骨格を熱するための加熱要素を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
8. 前記変形可能なセンサは温度依存性を有し、前記コントローラは前記温度センサにより測定された温度に基づいて、前記変形可能なセンサの温度依存性を補正するように構成される、請求項６または７に記載の生体模倣触覚センサシステム。
9. 前記コントローラは、前記温度センサによる温度計測の時間経過から、前記外的物体の熱特性を推測するように構成される、請求項６〜８のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
10. 前記コントローラは、前記生体模倣触覚センサから抽出されうる前記外的物体についての情報を増加させるべく、前記義手またはロボットマニピュレータの動きを制御するように構成される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
11. 前記変形センサは、少なくとも１つの前記電極および前記弱導電性流体を含む回路の電気抵抗の変化を感知することによって、変形を感知するように構成される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
12. 全ての前記電極からの信号を、単一のシリアルのデジタル出力に組み合わせて変換するように構成される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
13. 前記コントローラは、前記生体模倣触覚センサからの情報に基づいて、前記物体の特性についての仮説を立てるように構成される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
14. 前記コントローラは、前記義手およびロボットマニピュレータの後続の探索動作を指令することにより、前記探索動作の結果の前記生体模倣触覚センサからの情報と、前記仮説が正しい場合に前記生体模倣触覚センサから予測される情報とを比較して、前記仮説を試すように構成される、請求項１３に記載の生体模倣触覚センサシステム。
15. 前記コントローラは、前記変形可能なセンサからの情報と、前記変形可能なセンサと前記物体間における相対速度についての情報とに基づいて、前記物体の硬さを測定するように構成される請求項１〜１４のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
16. 前記生体模倣触覚センサからの情報を処理するように構成される神経ネットワークをさらに含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
17. 前記神経ネットワークは、前記情報に基づいて、前記弾性被覆に対する前記外的物体によって与えられる力についての位置、大きさおよび方向の予測を提供するように構成される、請求項１６に記載の生体模倣触覚センサシステム。
18. 前記神経ネットワークは、前記力についての位置、大きさおよび方向の予測に基づいて、前記義手またはロボットマニピュレータにより与えられるグリップ力の調整に指標となる情報を生成するように構成される請求項１６または１７に記載の生体模倣触覚センサシステム。
19. 前記動作は、前記物体の素性または本質を決定する探索動作であり、前記コントローラは、前記変形可能なセンサからの情報に従って前記探索動作を調整するように構成される、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
20. 前記コントローラが提供するように設定された前記動作の制御は、前記義手またはロボットマニピュレータが前記外的物体を把持する力の制御を含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
21. 変形可能なセンサを備える生体模倣触覚センサを有する生体模倣触覚センサシステムであって、
    前記変形可能なセンサは、
    十分に凸状の表面を有する硬い骨格と、
    前記硬い骨格に取り付けられ、前記表面を十分に覆う弾性被覆と、
    前記硬い骨格の表面上の複数の電極と、
    前記電極と前記弾性被覆間の弱導電性流体と、
    前記弱導電性流体によって与えられる圧力を感知するように構成される、前記弱導電性流体と接触する圧力変換器と、
    前記変形可能なセンサおよび前記圧力変換器からの情報を基に、前記生体模倣触覚センサと外的物体間の接触に反応して、前記生体模倣触覚センサに取り付けられた義手またはロボットマニピュレータの動きを制御するコントローラと、
    を有する生体模倣触覚センサシステム。
22. 前記コントローラは、前記圧力変換器によって検出される振動に基づいて、前記弾性被覆と接触する前記外的物体の表面の質感特性を推測するように構成される、請求項２１に記載の生体模倣触覚センサシステム。
23. 前記コントローラは、前記圧力変換器からの情報に基づいて、前記外的物体と前記生体模倣触覚センサ間の滑りを検出するように構成される、請求項２１または２２に記載の生体模倣触覚センサシステム。
24. 前記コントローラは、前記義手または前記ロボットマニピュレータが前記外的物体を把持する力を制御するように構成される、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
25. 前記コントローラが提供するように構成される動きの制御は、前記外的物体の特質を認識する探索動作を含む、請求項２１〜２４のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
26. 変形可能なセンサを備える生体模倣触覚センサを有する生体模倣触覚センサシステムであって、
    前記変形可能なセンサは、
    十分に凸状の表面を有する硬い骨格と、
    前記硬い骨格に取り付けられ、前記表面を十分に覆う弾性被覆と、
    前記硬い骨格の表面上の複数の電極と、
    前記電極と前記弾性被覆間の弱導電性流体と、
    温度センサと、
    前記変形可能なセンサおよび前記圧力変換器からの情報を基に、前記生体模倣触覚センサと外的物体間の接触に反応して、前記生体模倣触覚センサに取り付けられた義手またはロボットマニピュレータの動きを制御するコントローラと、
    を有する生体模倣触覚センサシステム。
27. 前記コントローラが提供するように構成される前記動きの制御は、前記外的物体の特質を認識する探索動作を含む、請求項２６に記載の生体模倣触覚センサシステム。
28. 前記コントローラは、前記温度センサによる温度計測の時間経過から、前記外的物体の熱特性を推測するように構成される、請求項２６または２７に記載の生体模倣触覚センサシステム。
29. 前記硬い骨格を熱するための加熱要素を含む、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。
30. 前記変形可能なセンサは温度依存性を有し、前記コントローラは前記温度センサにより測定された温度に基づいて、前記変形可能なセンサの温度依存性を補正するように構成される、請求項２６〜２９のいずれか一項に記載の生体模倣触覚センサシステム。