JP7228292B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置に関する。

近年、労働人口減少等に対応するため、自然人により行われていた作業を代わりに行う産業用ロボットの開発が盛んである。
例えば、マニピュレータ等からなる物品把持機構を用いて段ボール箱等を把持し、積みつける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－１７６３１３号公報

しかしながら、上述の特許文献１の記載の技術において把持される物品は、段ボール箱である。即ち、上述の特許文献１に記載の技術を含む従来技術のみでは、定型の物品を把持することはできたものの、例えば非定型の物品を安定して把持することは十分に行われているとは言えなかった。
即ち例えば、非定型、軟体物、粘着力といった要素を有する物体を把持することは難しかった。ここで、非定型といった要素を有する物体とは、物体の一つひとつの大きさや形が同じではないといった物体である。また、軟体物といった要素を有する物体とは、少しの力で形が変化する物体である。また、粘着力といった要素を有する物体とは、粘着性がある物体である。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、非定型、軟体物、粘着力といった要素を有する物体を把持することが可能な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様の制御装置は、
非定型、軟体物、及び粘着力のうち少なくとも１つの要素を有する物体をアームで把持する制御を実行する制御装置であって、
前記物体のうち、所定の把持重量分を把持対象として、前記物体を把持する際の前記アームで囲われる領域の体積を考慮して、当該把持対象を把持する制御を実行する、
把持制御手段、
を備える。

本発明によれば、非定型、軟体物、粘着力といった要素を有する物体を把持することが可能な技術を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る制御装置及びアームを含む把持システムの外観構成の一例の概要を説明する図である。 図１のアームが備える把持部の一例を示す図である。 図１の制御装置の制御フローの一例を示す図である。 図１のアームにより把持される食品を格納するバット等の一例を示す図である。 図４のバットにおけるスパゲティの高さ分布の一例を示す図である。 図５の分布に基づいて食品を把持する動作の一例を示す図である。 図６の動作により把持された食品を排出する動作の一例を示す図である。 図１の把持システムのうち、図１の制御装置を含む情報処理システムの部分の構成の例を示す図である。 図８の情報処理システムのうち制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図９の制御装置の機能的構成の一例を示す機能ブロック図である。 図１０の機能的構成を有する制御装置が実行する、把持処理の流れの一例を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

本発明の制御装置は制御装置、非定型、軟体物、及び粘着力のうち少なくとも１つの要素を有する物体を、アームに把持させる制御を実行することができる。
具体的には例えば、以下に示す実施形態では、非定型、軟体物、及び粘着力のうち少なくとも１つの要素を有する物体として、スパゲティが対象として制御を実行されている。
即ち、本発明の実施形態に係る制御装置は、多くのスパゲティが入ったバットから、所定の目標重量のスパゲティをアームに把持させた後、皿や弁当箱に排出させる制御を実行することができる。なお、目標重量とは、アームにより把持されて所定場所（ここでは皿や弁当箱）に排出される物体（ここではスパゲティ）の重量として、制御の目標となる重量のことを言う。

図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置及びアームを含む把持システムの外観構成の一例の概要を説明する図である。

図１に示す把持システムは、食品工場のうち、バットに入れられたスパゲティを皿や弁当箱に排出するラインに設置される。この把持システムは、本発明の一実施形態に係る制御装置１と、アームＡと、カメラＣ１，Ｃ２とを備える。

制御装置１は、アームＡの制御として、バットＢに格納されたスパゲティＳのうち、目標重量分のスパゲティＳを把持させて、皿Ｄ１や皿Ｄ２に排出させる制御を実行する。なお、以下、皿Ｄ１及びＤ２を個々に区別する必要がない場合、「皿Ｄ」と呼ぶ。
アームＡは、所謂マニピュレータであって、多ジョイント構造の先端に把持部Ａ１を有する。即ち、アームＡは、把持部Ａ１の位置決めを目的としたリンクとジョイントとの相互結合体である腕側と、把持部Ａ１とを有する。

制御装置１は、スパゲティＳが把持されたアームＡの把持部Ａ１により囲われる領域の体積と、アームＡの把持部Ａ１により囲われたスパゲティＳの密度とをパラメータとして、当該把持部Ａ１にスパゲティＳを把持させる制御を実行する。

即ち、下記式（１）に示すように、スパゲティＳの実際の把持重量Ｍは、アームＡで囲われる領域の体積Ｖと、当該領域に含まれるスパゲティＳの密度ρと、外的要因Ｃにより定まる。

・・・（１）

ここで、外的要因Ｃとは、同様のアームＡの制御を実行したにもかかわらず生じるばらつきをいう。例えば、図１のアームＡにより把持されるスパゲティＳの性質の変化や、把持されたスパゲティＳがアームＡで囲われる領域の外に絡みついたさらなるスパゲティＳといった要因が、外的要因Ｃの一例である。

上述をまとめると、基本的に、把持重量Ｍは、アームＡの把持部Ａ１で囲われる領域の体積Ｖ及び密度ρにより決定される。逆に言えば、把持対象の物品の把持重量Ｍとして目標重量を確保するためには、原則として、囲われる領域の体積Ｖ及び密度ρを制御すればよい。しかしながら、把持対象の物品の把持重量Ｍとして目標重量を精度良く確保するためには、囲われる領域の体積Ｖ及び密度ρのみならず、外的要因Ｃも考慮した制御が必要になる。
そこで、制御装置１は、囲われる領域の体積Ｖ及び密度ρを可変制御することを基本としつつ、さらに、外的要因Ｃによる影響を減少させる制御を実行している。これにより、目標重量通りのスパゲティＳが適切に皿Ｄに排出されることが実現可能になる。
制御装置１による体積Ｖ及び密度ρの可変制御並びに外的要因Ｃによる影響を減少させる制御の詳細は、後述する。

スパゲティＳは、アームＡにより把持される対象の物体である。具体的にはスパゲティＳは、食品工場のうち図示せぬ工程により茹でられた、非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有する物体の一例である。
バットＢは、スパゲティＳを格納する容器である。詳しくは後述するが、バットＢは、スパゲティＳの配置を整えることができる構造を有する。
カメラＣ１は、バットＢ及びバットＢに格納されたスパゲティＳを被写体として撮像する。カメラＣ１により撮像された結果得られる撮像画像のデータは、制御装置１に提供される。
ここで、カメラＣ１は、図１においては１台のみが図示されているが、実際には２台以上存在する。当該２台以上のカメラＣ１の夫々により撮像された撮像画像のデータに基づき、（カメラＣ１から）被写体までの距離（深度）の演算が画素単位で可能になる。

制御装置１は、このようにしてカメラＣ１から提供された撮像画像のデータや目標重量に基づいて、アームＡやバットＢを制御する。これにより、バットＢに格納されたスパゲティＳのうち目標重量分のスパゲティＳの排出が可能になる。
このような制御装置１による制御の概要は、以下の通りである。

まず、スパゲティＳは、アームＡの把持部Ａ１により把持されてバットＢから取り出されることになるため、制御装置１は、バットＢ内のスパゲティＳの配置を把握して把持する領域を選定する。
即ち、制御装置１は、カメラＣ１からの撮像画像のデータに基づいて、バットＢやスパゲティＳの各深度の情報を取得する。更に、制御装置１は、バットＢやスパゲティＳの各深度の情報に基づいて、バットＢの中から、スパゲティＳを把持する領域を選定する。
ここで、制御装置１は、所定の目標重量分のスパゲティＳを把持できないと判断した場合や、実際に目標重量分のスパゲティＳを把持できなかった場合、外的要因Ｃを低減させる制御のひとつとして、バットＢの動作を制御することにより、スパゲティＳの配置を整えることができる。

次に、制御装置１は、バットＢのうち、選定された領域のスパゲティＳをアームＡに把持させるため、把持部Ａ１の位置を変更させる制御を実行する。これにより、アームＡの把持部Ａ１は、バットＢのうち選定された領域のスパゲティＳを把持する動作をする。

上述をまとめると、バットＢ及びそのバットＢに格納されたスパゲティＳの配置は、変化する。そこで、制御装置１は、アームＡの把持部Ａ１により把持する領域を変更させたり、バットＢに格納されたスパゲティＳの配置を整えたりするための制御を実行することで、所定の目標重量分のスパゲティＳをアームＡに適切に把持させることができる。

即ち、これまで、ポテトチップス等固形であって粘着力の要素を有さない食品については、定量で取り分けるための技術は存在していた。
しかしながら、スパゲティＳといった非定型、軟体物、及び粘着力のうち少なくとも１つの要素を有する食品では、従来技術が適用できなかった。即ち、多くの食品工場のラインは、機械化すら進んでおらず、労働集約的であった。つまり、非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有する食品を定量で取り分ける作業は、完全には自動化できておらず、人の作業員が欠かせなかった。
そこで、本実施形態の制御装置１が採用された。これにより、制御装置１は、産業用ロボット（アームＡ）を自動操作し、バットＢに盛られたスパゲティＳから定量（目標重量分）をピックアップし容器（皿Ｄ）に移すことができる。即ち、非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有する食品を定量で取り分ける作業の自動化が可能となる。更に言えば、将来的な人口減少による労働力不足を補うための一助となる。

ここで、ベルトコンベヤＬは、皿Ｄ１，Ｄ２を搬送物として搬送する。
皿Ｄ１は、既に排出された所定の目標重量分のスパゲティＳの排出先である。
皿Ｄ２は、これから把持される目標重量分のスパゲティＳの排出先である。
このようにベルトコンベヤＬは、既に排出された所定の目標重量分のスパゲティＳが載った皿Ｄ１を移動させ、目標重量分のスパゲティＳの次の排出先である皿Ｄ２を移動させる。このようにして、ベルトコンベヤＬは、スパゲティの次の排出先をアームＡに提供する。

カメラＣ２は、次の排出先である皿Ｄ２を被写体として撮像する。
カメラＣ２により撮像された結果得られる撮像画像のデータは、制御装置１に提供される。
ここで、カメラＣ２は、上述のカメラＣ１と基本的に同様のカメラである。即ち、当該２以上のカメラＣ２の夫々により撮像された撮像画像のデータに基づき、（カメラＣ２から）被写体までの距離（深度）の演算が画素単位で可能になる。

制御装置１は、このようにしてカメラＣ２から提供された撮像画像のデータや当該データを解析して得られた排出先の位置座標である排出座標に基づいて、アームＡやそのアームＡの把持部Ａ１を制御する。これにより、皿Ｄの上や皿Ｄの所定の位置といった、排出座標へのスパゲティＳの排出が可能になる。
このような制御装置１による制御の概要は、以下の通りである。
まず、スパゲティＳを排出する先である皿Ｄは、毎回完全に同一の位置に配置されるとは限らない。そこで、制御装置１は、皿Ｄの深度の情報に基づいて、把持されたスパゲティＳを排出するべき座標を把握する。

次に、制御装置１は、把握された座標に、把持されたスパゲティＳを排出する制御を実行する。
上述をまとめると、スパゲティＳを排出する先の皿Ｄの位置は、変化し得る。そこで、制御装置１は、皿Ｄの深度の情報に基づいて、スパゲティＳを排出するべき排出座標を解析したり、当該排出座標に排出するようアームＡの制御を実行したりすることで、所定の目標重量分のスパゲティＳを適切に排出することができる。

以上、図１を用いて、本発明の制御装置の一実施形態に係る制御装置１により制御されるアームＡにより実現される食品工場の例について説明した。
以下、図２乃至７を用いて、図１の把持システムの構成の夫々や動作等について説明する。

まず、図２に示すＡ状態及びＢ状態を用いて、図１のアームＡの把持部Ａ１の構造や動作について説明する。
なお、詳細は後述するが、図２に示すＡ状態には、図１のアームＡのうち、把持動作前の把持部Ａ１が図示されている。また、図２に示すＢ状態には、図１のアームＡのうち、把持動作後の把持部Ａ１が図示されている。図２に示すＡ状態と、図２に示すＢ状態とを個々に区別する必要がない場合、これらをまとめて「図２」と呼ぶ。
図２は、図１のアームが備える把持部の一例を示す図である。ここで、図２のアームＡの把持部Ａ１は、図１に示すようにスパゲティＳが格納されたバットＢの上に配置されているものとして説明する。

なお、図２におけるアームＡの把持部Ａ１の説明では、特に断りのない限り、次のように定義する方向を用いるものとする。
即ち、以下、重力が働く方向と垂直な面を、軸Ｘａ及び軸ＹａからなるＸａ－Ｙａ平面と呼ぶ。ここで、アームＡの把持部Ａ１は、Ｘａ－Ｙａ平面（以下、「水平面」と適宜呼ぶ）に設置されたスパゲティＳを把持するように設置されているものとして説明する。
ここで、Ｘａ－Ｙａ平面において、スパゲティＳを把持する場合における、アームＡの把持部Ａ１からみてアームＡの腕側と接続されている方向に、軸Ｘａをとるものとする。この場合における、アームＡの把持部Ａ１からみて、アームＡの腕側が接続されている方向を「軸Ｘａが正の方向」と呼び、この反対方向を「軸Ｘａが負の方向」と呼ぶものする。
また、重力が働く方向と逆の方向に軸Ｚａ及びその方向をとものとする。即ち、スパゲティＳが配置されたＸａ－Ｙａ平面（水平面）に対して高さが高くなる方向を、「軸Ｚａが正の方向」と呼び、この反対方向を「軸Ｚａが負の方向」と呼ぶものとする。
また、軸Ｘａ、軸Ｙａ、及び軸Ｚａからなる３次元直交座標系が右手系となるよう軸Ｙａを定め、夫々の方向を「軸Ｙａが正の方向」及び「軸Ｙａが負の方向」と呼ぶ。

図２に示すＡ状態には、図１のアームＡのうち、把持動作前の把持部Ａ１が図示されている。
図２に示すＡ状態のように、アームＡの把持部Ａ１は、面Ａ１１と、面Ａ１２と、面Ａ１３と、面Ａ１４とから構成されている。
即ち、アームＡの把持部Ａ１は、軸Ｙａ－Ｚａ平面と平行に、面Ａ１１及び面Ａ１３を備える。また、把持部Ａ１の面Ａ１１は、把持部Ａ１の面Ａ１３からみて軸Ｘａが正の方向に備えられている。
また、アームＡの把持部Ａ１は、軸Ｘａ－Ｙａ平面と平行に、面Ａ１２及び面Ａ１４を備える。また、把持部Ａ１の面Ａ１２は、把持部Ａ１の面Ａ１４からみて軸Ｘａが正の方向に備えられている。

面Ａ１１及び面Ａ１２は、面Ａ１１を構成する辺のうち軸Ｚａが正の方向の辺と、面Ａ１２を構成する辺のうち軸Ｘａが正の方向の辺とが接するように接続されている。
面Ａ１２及び面Ａ１３は、面Ａ１２を構成する辺のうち軸Ｘａが負の方向の辺と、面Ａ１３を構成する辺のうち軸Ｚａが正の方向の辺とが接するように接続されている。
面Ａ１３及び面Ａ１４は、面Ａ１３を構成する辺のうち軸Ｚａが負の方向の辺と、面Ａ１４を構成する辺のうち軸Ｘａが負の方向の辺とが接するように接続されている。なお、面Ａ１３及び面Ａ１４は、接する辺において、蝶番を有している。即ち、面Ａ１４は、Ｙａ－Ｚａ平面と平行な角度に可変である。また、アームＡの把持部Ａ１からみて軸Ｚａが負の方向に配置されたスパゲティＳに差し込まれる（軸Ｚａが負の方向に移動させられる）場合、当該角度は制御装置１により制御される。即ち、アームＡの把持部Ａ１が差し込まれる際には、面Ａ１４はＹａ－Ｚａ平面と平行な角度に制御される。また、アームＡの把持部Ａ１が差し込まれた後には、面Ａ１４は、Ｘａ－Ｙａ平面と平行な角度に制御される。
また、図２に示すＡ状態のように、面Ａ１２の軸Ｘａが負の方向の辺から、面Ａ１２が面Ａ１１と接する辺までの長さは、長さＬ１である。また、面Ａ１３の軸Ｚａが負の方向の辺から、面Ａ１３が面Ａ１２と接する辺までの長さは、長さＬ２である。

図２に示すＢ状態には、図１のアームＡのうち、把持動作後の把持部Ａ１が図示されている。なお、理解を簡単にするため、図２に示すＢ状態に示す把持動作後の把持部Ａ１は、把持対象となったスパゲティＳは図示していない。
図２に示すＢ状態に示す面Ａ１１は、図２に示すＡ状態に示す面Ａ１１と異なり、面Ａ１２乃至面Ａ１４の位置が異なることにより、面Ａ１４と略接触した状態となっている。
図２に示すＢ状態に示す面Ａ１２は、図２に示すＡ状態に示す面Ａ１２と異なり、面Ａ１１と接する位置が、面Ａ１２を構成する辺のうち軸Ｘａが正の方向の辺ではない。即ち、図２に示すＢ状態のように、面Ａ１２の軸Ｘａが負の方向の辺から、面Ａ１２が面Ａ１１と接する辺までの長さは、長さＬ３である。この時、長さＬ３は、長さＬ１と比較して短い。
図２に示すＢ状態に示す面Ａ１３は、図２に示すＡ状態に示す面Ａ１３と異なり、面Ａ１２と接する位置が、面Ａ１３を構成する辺のうち軸Ｚａが正の方向の辺ではない。即ち、図２に示すＢ状態のように、面Ａ１３の軸Ｚａが負の方向の辺から、面Ａ１３が面Ａ１２と接する辺までの長さは、長さＬ４である。この時、長さＬ４は、長さＬ２と比較して短い。

図１で説明した通り、制御装置１は、アームＡの把持部Ａ１で囲われる領域の体積及び密度を制御することにより、把持重量を制御することができる。
一定の目標重量のスパゲティＳを皿Ｄに排出する場合、制御装置１は、囲われる領域の体積に再現性高くスパゲティＳを閉じ込める必要がある。即ち、制御装置１は、囲われる領域の密度が一定となるようにパスタを閉じ込める必要がある。ここで密度は、体積当たりの質量である。また、非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有する物体であっても、一定の圧力を与えることにより、密度を一定の範囲内に制御することができる。

ここで、以下、非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有する物体であっても、一定の圧力を与えることにより、密度を一定の範囲内に制御することができることについて、説明する。
例えば、バットＢ等に入れられた非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有する物体を所定の体積の容器ですくって取り分けた場合、当該物体の質量には複数回の間でばらつきが発生する。
具体的には例えば、非定型といった要素を有する物体を所定の体積の容器ですくって取り分けた場合、当該物体の形状のばらつき等の理由により、当該物体同士の間に空間（当該物体が存在しない空間）が存在する。また例えば、軟体物といった要素を有する物体を所定の体積の容器ですくって取り分けた場合、当該物体の形状が一定ではない（変形する）等の理由により、当該物体同士の間に空間（当該物体が存在しない空間）が存在する。また例えば、粘着力といった要素を有する物体を所定の体積の容器ですくって取り分けた場合、当該物体同士や当該物体と当該容器との間の粘着等の理由により、当該物体同士の間に空間（当該物体が存在しない空間）が存在する。
更に言えば、上述の当該物体が存在しない空間は、複数回の間でばらつきが生じる。つまり、当該空間の大きさがばらつくことにより、所定の容積に含まれる物体の質量が変動してしまっていた。

しかしながら、制御装置及びアームＡを含む把持システムが採用された場合、非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有する物体であっても、一定の圧力を与えることにより、密度を一定の範囲内に制御することができる。
即ち例えば、アームＡで物体を把持する際に、当該物体に対して所定の圧力が発生する。圧力を加えられた非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有する物体は、当該物体同士の間の空間が減るような配置となる。
具体的には例えば、非定型といった要素を有する物体に圧力を加えた場合、当該物体の形状のばらつきである凹部や凸部は、圧力を加えられることではまり込む等することで、当該物体同士の間の空間が減るような配置となる。また例えば、軟体物といった要素を有する物体に圧力を加えた場合、当該物体は変形等することで、当該物体同士の間の空間が減るような配置となる。また例えば、粘着力といった要素を有する物体に圧力を加えた場合、当該物体は当該物体同士や当該物体と当該容器との間の粘着を剥がしたり滑らせたりすることで、当該物体同士の間の空間が減るような配置となる。
このように、アームＡを含む把持システムが採用された場合、把持する際に、非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有する物体に一定の圧力を与えることができる。また、一定の圧力を与えられた非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有する物体は、当該物体同士の空間が減るような配置となる。この結果、非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有する物体の密度は一定の範囲内となる。

更に言えば、アームＡを含む把持システムが採用された場合、当該アームを用いて非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有する物体を把持するときには、アームＡの把持部Ａ１で囲われる領域の体積及び密度を制御することができる。これにより、制御装置１及びアームＡを含む把持システムは、物体の把持重量を制御することができる。
そこで、図２のアームＡの把持部Ａ１は以下のような構造と制御により、囲われる領域の体積及び密度を制御することができる。

図２のアームＡの把持部Ａ１は、面Ａ１１乃至Ａ１４により囲われた体積Ｖにより、スパゲティＳを把持することができる。即ち、制御装置１は、このような把持部Ａ１を備えるアームＡを制御することにより、スパゲティＳを把持することができる。
具体的には例えば、制御装置１は、以下のような制御を実行する。まず、このような把持部Ａ１は、軸Ｚａが負の方向に移動され、スパゲティＳに差し込まれる。次に、把持部Ａ１は、長さＬ１を長さＬ３に、長さＬ２を長さＬ４に変更する。また、把持部Ａ１は、面Ａ１１乃至面Ａ１４の相互の位置を異ならせることにより、面Ａ１４と略接触させる。このようにして、体積ＶにスパゲティＳを把持する。
このとき、制御装置１は、面Ａ１２が面Ａ１１と接する辺の位置や、面Ａ１３が面Ａ１２と接する辺の位置を変更することができる。また、制御装置１は、面Ａ１１乃至面Ａ１４の相互の位置を異ならせる力を変化させることができる。これにより、スパゲティＳを把持する体積Ｖや、圧力を変化させることができる。

また、圧力を変化させる場合、制御装置１縦方向（重力方向）と横方向の圧力を一定にして把持する必要がある。
また、制御装置１は、密度が一定の状態でスパゲティＳを把持するために、以下のような制御を実行する。

即ち、制御装置１は、スパゲティＳの状態の維持をする。具体的には例えば、スパゲティＳの茹で加減や茹でてからの時間等により、スパゲティＳの弾性や粘着性の強さ等は変化する。この場合、スパゲティＳを把持する際の圧力と密度の関係性は変化する。そこで、制御装置１は、スパゲティＳの状態を維持するよう制御する。
また、制御装置１は、スパゲティＳを把持する場所の選定をする。即ち例えば、図１の説明で上述したように、カメラＣ１により撮像された結果得られる撮像画像のデータに基づいて、例えば、スパゲティＳが少なくなっていない山型の配置となっている領域を把持対象の領域として選定する。

また、制御装置１は、重力方向の力を制御する。即ち例えば、図２のアームＡの把持部Ａ１の面Ａ１２の位置を制御することにより、重力方向の力を制御する。
また、制御装置１は、横方向の力を制御する。即ち例えば、図２のアームＡの把持部Ａ１の面Ａ１１の角度や、面Ａ１３の位置を制御することにより、横方向の力を制御する。

なお、スパゲティＳを把持する把持部Ａ１の構造は、図２に限定されず、任意の構造を採用することができる。即ち、把持部Ａ１の構造は、把持対象の物体を把持する体積Ｖや圧力を変化させることができれば足りる。
制御装置１は、把持対象の物品を所定の目標重量分だけ把持するために、把持対象の物体を把持する体積Ｖや圧力を変化させる。これにより、制御装置１は、非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有する物体を、把持対象の物品を所定の目標重量分だけ把持することができる。

以上、図２を用いて、図１のアームＡの把持部Ａ１の構造や動作について説明した。
以下、図３を用いて、図１に示す食品工場において、どのように把持対象の物品を所定の目標重量分だけ把持するかについて説明する。

図３は、図１の制御装置の制御フローの一例を示す図である。
図３の上部における、横方向に示す複数の白抜き矢印の連続は、制御装置１の制御の工程のうち、スパゲティＳを把持する工程を示している。即ち、複数の白抜きの矢印の夫々は、スパゲティＳを盛付けするまでの各工程を示している。１つの白抜き矢印の内部の文字列は、当該白抜き矢印が示す工程の名称が記載されている。
具体的には、スパゲティＳを把持する工程には、「事前準備」、「認識」、「把持」、及び「盛付け」の夫々の工程が存在する。

事前準備の工程ＳＴ１は、把持対象となるスパゲティＳを用意する工程である。
認識の工程ＳＴ２は、把持対象となるスパゲティＳの配置を認識する工程である。
把持の工程ＳＴ３は、所定の目標重量分だけスパゲティＳを実際に把持する工程である。
盛付けの工程ＳＴ４は、所定の目標重量分のスパゲティＳを皿Ｄに排出（盛付け）する工程である。

図３の下部における、横方向に示す複数の白抜き矢印の連続は、上述のスパゲティＳを排出（盛付け）するまでの各工程における具体的なステップを示している。即ち、図３の下部の複数の白抜きの矢印の夫々は、スパゲティＳが把持されて排出（盛付け）られるまでの具体的な各ステップを示している。１つの白抜き矢印の内部の文字列は、当該白抜き矢印が示すステップの名称が記載されている。

具体的には、スパゲティＳを盛付けするまでの工程の具体的なステップとして、「状態維持」、「把持領域選定」、「マシンパラメータ決定」、「食品把持」、「外乱排除」、「重量確認」及び「排出」の夫々のステップが存在する。

事前準備の工程ＳＴ１に対応するステップとして、状態維持のステップＳＴ１１が存在する。
即ち、状態維持のステップＳＴ１１において、制御装置１は、把持対象のスパゲティＳの状態を維持する。
例えば、バットＢに格納されたスパゲティＳの配置は、前回の把持等により違いが生じる。即ち例えば、スパゲティＳは、バットＢにおける領域毎に、違った量が配置されていることがある。また例えば、前回の把持によりスパゲティＳが取り出され、前回のスパゲティＳの配置と異なることもある。このような、バットＢに格納されたスパゲティＳの配置の違いは、把持対象のスパゲティＳの状態の変化ということができる。即ち、詳しくは後述するが、状態維持のステップＳＴ１１において、制御装置１は、把持対象のスパゲティＳの状態を維持するため、バットＢに格納されたスパゲティＳの配置を整えることができる。即ち、状態維持のステップＳＴ１１において、制御装置１は、目標重量分のスパゲティＳの把持に係る外的要因を物理的に排除することができる。

認識の工程ＳＴ２に対応するステップとして、把持領域選定のステップＳＴ２１が存在する。即ち、把持領域選定のステップＳＴ２１において、制御装置１は、把持対象のスパゲティＳが格納されたバットＢのうち、いずれの領域のスパゲティＳを把持するかを選定する。詳しくは後述するが、例えば、前回の把持の工程において把持された領域にはスパゲティＳは少ないことがある。そこで、制御装置１は、カメラＣ１により撮像された結果得られる撮像画像のデータに基づいて、スパゲティＳが少なくなっていない、更に言えば山型の配置となっている領域を把持対象の領域として選定する。即ち、把持領域選定のステップＳＴ２１において、制御装置１は、後述する把持の工程ＳＴ３の前に、スパゲティＳの状態を維持する制御を実行することで、目標重量分のスパゲティＳの把持に係る外的要因を物理的に排除することができる。

把持の工程ＳＴ３に対応するステップとして、マシンパラメータ決定のステップＳＴ３１、食品把持のステップＳＴ３２、外乱排除のステップＳＴ３３、及び重量確認のステップＳＴ３４が存在する。

まず、マシンパラメータ決定のステップＳＴ３１において、制御装置１は、所定の目標重量分のスパゲティＳを把持するためのマシンパラメータを決定する。即ち例えば、制御装置１は、指定の体積分だけスパゲティが把持部Ａ１の体積Ｖに入るように差し込む深さを決定する。また例えば、制御装置１は、所定の目標重量分のスパゲティＳを把持するための把持部Ａ１の体積Ｖや圧力を決定する。

次に、食品把持のステップＳＴ３２において、制御装置１は、マシンパラメータ決定のステップＳＴ３１において決定されたマシンパラメータに基づき、所定の目標重量分のスパゲティＳを把持する制御を実行する。即ち例えば、制御装置１は、把持部Ａ１の位置を変更したり、把持部Ａ１の体積Ｖや圧力を変更したりすることで、スパゲティＳを把持する制御を実行する。即ち、食品把持のステップＳＴ３２において、制御装置１は、スパゲティＳを把持する制御が実行されている最中に、目標重量分のスパゲティＳの把持に係る外的要因を物理的に排除することができる。

次に、食品把持のステップＳＴ３３において、制御装置１は、食品把持のステップＳＴ３２において把持されたスパゲティＳのうち、絡まったり粘着したりすることにより目標重量よりも多く把持されたスパゲティＳを解除させる制御を実行する。即ち例えば、制御装置１は、アームＡの把持部Ａ１を揺らしたり、アームＡの把持部Ａ１の面Ａ１１乃至面Ａ１４の相互の位置を異ならせることによりスパゲティＳの把持を緩めたりすることにより、目標重量よりも多く把持されたスパゲティＳを解除させることができる。即ち、食品把持のステップＳＴ３３において、制御装置１は、アームＡによる把持の動作中に、アームＡに把持されているスパゲティＳのうち目標重量を超えた分を、アームＡによる把持の状態から解除させる制御を実行することで、目標重量分のスパゲティＳの把持に係る外的要因を物理的に排除することができる。

次に、重量確認のステップＳＴ３４において、制御装置１は、外乱排除のステップＳＴ３３の後において把持されているスパゲティＳの重量を確認する。即ち例えば、制御装置１は、アームＡの把持部Ａ１の体積Ｖを変更する際に要する圧力等に基づいて、スパゲティＳがどの程度把持されているのかを推定する。即ち例えば、制御装置１は、アームＡの把持部Ａ１の体積Ｖを変更することでどのように圧力が変化するかと、スパゲティＳが実際に把持されているかとの関係性に基づき、実際に把持されたスパゲティＳの重量を推定することができる。
また例えば、制御装置１は、図示せぬ重量計に実際に把持されたスパゲティＳを載せることで、実際に把持されたスパゲティＳの重量を測定してもよい。また例えば、図示はしないが、アームＡはばねばかりといった重量計を具備し、制御装置１は、当該重量計により測定されたスパゲティＳの重量を取得し、スパゲティＳの重量を確認してもよい。
なお、実重量の確認の方法は、重量計を利用した実重量計測ではなく、体積Ｖと圧力の関係等に基づいて推定する方が好適である。即ち、重量計を採用した場合、重量計の数値が安定するまで時間がかかったりしてしまう。しかしながら、体積Ｖと圧力の関係等に基づいて推定する場合、把持の制御とほぼ同時に実重量を推定することができる。つまり、体積Ｖと圧力の関係等に基づいて推定することにより、処理全体における処理時間が短縮される。
また、重量確認のステップＳＴ３４において、確認された実際に把持されたスパゲティＳの重量が、所定の目標重量に基づいて決められる所定の範囲内に収まっていない場合、ＮＧと判定されて、前述したステップＳＴ３１の処理が再度実行される。即ち、制御装置１は、実際に把持されたスパゲティＳをバットＢに戻す等の制御を実行した後、再度マシンパラメータを決定し、スパゲティＳを把持する制御を実行する。
また、重量確認のステップＳＴ３４において、確認された実際に把持されたスパゲティＳの重量が、所定の目標重量に基づいて決められる所定の範囲内に収まっている場合、ＯＫと判定されて、後述するステップＳＴ４１の処理が実行される。
即ち、確認された実際に把持されたスパゲティＳの重量が、所定の目標重量に基づいて決められる所定の範囲内に収まるまで、ステップＳＴ３１乃至ＳＴ３４は繰り返し実行される。

盛付けの工程ＳＴ４に対応するステップとして、排出のステップＳＴ４１が存在する。即ち、排出のステップＳＴ４１において、制御装置１は、皿Ｄ１，Ｄ２を含むベルトコンベヤＬの深度の情報に基づいて、スパゲティＳの排出するべき座標を把握して、排出する制御を実行する。また例えば、制御装置１は、スパゲティＳを排出する際に、アームＡの把持部Ａ１を揺らすことにより、アームＡに付着されたスパゲティＳをアームＡから解除させる制御を実行することで、把持したスパゲティＳの全てを物理的に排除することができる。即ち、制御装置１は、把持されたスパゲティＳのうち、アームＡに粘着しているスパゲティＳを可能な限り解除することで、排出先の皿Ｄに目標重量分のスパゲティＳを排出することができる。

以上、図３を用いて、図１に示す食品工場において、どのように把持対象の物品を所定の目標重量分だけ把持するかについて説明した。
以下、図４及び図５を用いて、図３に示す把持領域選定のステップＳＴ２１において、どのようにスパゲティＳを把持する領域を選定するかについて説明する。

図３の説明で上述したように、把持領域選定のステップＳＴ２１において、制御装置１は、把持対象のスパゲティＳが格納されたバットＢのうち、スパゲティＳを把持する領域を選定する。
図４は、図１のアームにより把持される食品を格納するバット等の一例を示す図である。
図４には、スパゲティＳと、スパゲティＳが格納されたバットＢと、カメラＣ１とが、図示されている。
図４のバットＢは、受皿部Ｂ１と、押込部Ｂ２とを有する。
図４の例のバットＢは、直方体構造のうち上面以外の５つの面により構成されている。スパゲティＳは、バットＢの上面から格納される。バットＢの受皿部Ｂ１は、バットＢを構成する５つの面のうち、３つの側面と底面とからなる。また、バットＢの押込部Ｂ２は、バットＢを構成する５つの面のうち１つの側面と、当該側面を対向する側面に近づける方向に押込む棒とを有する。バットＢの押込部Ｂ２が有する棒は、所定の機構によりバットＢの押込部Ｂ２が有する面を押したり引いたりすることができる。

なお、図４及び図５におけるバットＢの説明では、特に断りのない限り、次のように定義する方向を用いるものとする。
即ち、以下、重力が働く方向と垂直な面を、軸Ｘｂ及び軸ＹｂからなるＸｂ－Ｙｂ平面と呼ぶ。ここで、バットＢは、Ｘｂ－Ｙｂ平面（以下、「水平面」と適宜呼ぶ）に設置され、スパゲティＳを乗せて設置されているものとして説明する。
ここで、Ｘｂ－Ｙｂ平面において、上述のバットＢの押込部Ｂ２が有する面の移動する方向に、軸Ｘｂをとるものとする。この場合における、押し込まれる前のバットＢの押込部Ｂ２が有する面からみて、押し込まれた後のバットＢの押込部Ｂ２が有する面がある方向を「軸Ｘｂが正の方向」と呼び、この反対方向を「軸Ｘｂが負の方向」と呼ぶものする。
また、重力が働く方向と逆の方向に軸Ｚｂ及びその方向をとものとする。即ち、バットＢが配置されたＸｂ－Ｙｂ平面（水平面）に対して高さが高くなる方向を、「軸Ｚｂが正の方向」と呼び、この反対方向を「軸Ｚｂが負の方向」と呼ぶものとする。
また、軸Ｘｂ、軸Ｙｂ、及び軸Ｚｂからなる３次元直交座標系が右手系となるよう軸Ｙｂを定め、夫々の方向を「軸Ｙｂが正の方向」及び「軸Ｙｂが負の方向」と呼ぶ。

図４には、図１のバットＢとカメラＣ１とが図示されている。
図４に示すように、バットＢは、受皿部Ｂ１と、押込部Ｂ２とから構成されている。
バットＢは、軸Ｘｂ、軸Ｙｂ、及び軸Ｚｂに平行な辺からなる直方体構造であって、軸Ｚｂが正の方向の面を有しない構造である。また、バットＢの押込部Ｂ２は、軸Ｘｂが負の方向の面を押込むことで、軸Ｘｂが正の方向の面と軸Ｘｂが負の方向の面との距離を短くすることができる。即ち、バットＢの押込部Ｂ２は、軸Ｘｂが負の方向の面を押込むことで、スパゲティＳが存在する領域を狭くすることで、スパゲティＳを集めることができる。

カメラＣ１は、上述したように、バットＢ及びバットＢに格納されたスパゲティＳを被写体として撮像する。即ち、スパゲティＳが少なくなっていない、更に言えば山型の配置となっている領域を把持対象の領域として選定する。
図４の例において、バットＢに格納されたスパゲティＳのうち、軸Ｘｂが正の方向且つ軸Ｙｂが負の方向である二点鎖線で示される領域ＲにのみスパゲティＳが多い。
即ち、カメラＣ１により撮像された結果得られる撮像画像のデータに基づくスパゲティＳの配置は、例えば図５に示すような情報として取得される。

図５は、図４のバットにおけるスパゲティの高さ分布の一例を示す図である。
図５に示すＡ状態は、図４のカメラＣ１により撮像された結果得られる撮像画像のデータに基づく高さ（軸Ｚｂの方向の座標）をＸｂ－Ｙｂ平面における各領域（メッシュ）の夫々について示した分布の一例を示す図である。

図５に示すＡ状態の各領域のうち、軸Ｘｂが正の方向から１つめの列（軸Ｙｂが一定の領域）と、軸Ｘｂが負の方向から２つ目の列と、軸Ｙｂが正の方向から１つめの行（軸Ｘｂが一定の領域）と、軸Ｙｂが負の方向から１つめの行とは、全て高さが１５である。この高さが１５は、バットＢの軸Ｚｂの方向の高さが１５であることを表している。即ち、この高さが１５の領域の内側の領域の数値は、スパゲティＳの高さの数値である。
このように、カメラＣ１により撮像された結果得られる撮像画像のデータに基づく高さは、Ｘｂ－Ｙｂ平面における各領域の高さの分布として表すことができる。

図５に示すＢ状態は、図５に示すＡ状態の高さの分布の各領域を荒く演算した分布の一例を示す図である。
即ち例えば、Ｘｂ－Ｙｂ平面における各領域の高さの分布は、平均値をとることにより、領域の数を減らすことができる。図５に示すＢ状態の各領域のうち、高さが８．７５の領域と、高さが３．７５の領域と、高さが２．２５の領域と、高さが２．００の領域のうち、高さが８．７５の領域のスパゲティＳが、一番高さが大きい。そこで、制御装置１は、これに基づいて高さが８．７５の領域を把持領域として、把持する制御を実行することができる。
また例えば、把持領域として選定するのに適する領域が無い場合、上述したように、バットＢの押込部Ｂ２は、軸Ｘｂが負の方向の面を押込むことで、スパゲティＳが存在する領域を狭くすることで、スパゲティＳを集めることができる。これにより、例えば、図５に示すＣ状態に示す高さの分布のように、スパゲティＳを集めることができる。

図５に示すＣ状態は、図５に示すＢ状態の高さの分布のスパゲティＳを、図４に示すバットＢの押込部Ｂ２により集めた場合における、スパゲティＳの高さの分布の例を示す図である。
即ち例えば、制御装置１は、Ｘｂ－Ｙｂ平面上において、スパゲティＳが存在する領域を半分に押し込むことにより、スパゲティＳを集めることができる。
このように、制御装置１は、カメラＣ１により撮像された結果得られる撮像画像のデータに基づくスパゲティＳの配置を取得する。また、制御装置１は、バットＢの押込部Ｂ２を制御することにより、スパゲティＳの配置を集める等、変更することができる。即ち、制御装置１は、このような制御により、スパゲティＳを定量把持する制御を実行することができる。

以上、図４及び図５を用いて、図３に示す把持領域選定のステップＳＴ２１において、どのようにスパゲティＳを把持する領域を選定するかについて説明した。
以下、図６を用いて、図３に示す外乱排除のステップＳＴ３３において、どのようにスパゲティＳを把持する際の外乱を排除するかについて説明する。

図６は、図５の分布に基づいて食品を把持する動作の一例を示す図である。
図６に示すＡ状態は、アームＡの把持部Ａ１により、バットＢに格納されたスパゲティＳのうち一部が把持されることにより、アームＡの把持部Ａ１により囲われた領域にスパゲティＨＳが存在する状態を示す図である。
図６に示すＡ状態の状態は、制御装置１の制御により、図４で説明した把持領域ＲのスパゲティＳを把持した状態である。ここで、図６に示すＡ状態の状態において、アームＡで囲われる領域の外に、さらなるスパゲティＨＳ１が絡みついている。この状態において、制御装置１は、アームＡを揺らすことにより、絡まったり粘着したりすることにより目標重量よりも多く把持されたスパゲティＨＳ１を解除させる制御を実行することができる。

図６に示すＢ状態は、制御装置１の制御により、アームＡを揺らす制御が実行された結果、さらなるスパゲティＨＳ１がバットＢに落ちた状態の例を示す図である。このように、制御装置１は、アームＡを揺らす制御を実行することにより、スパゲティＳが非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有することにより発生する、他のスパゲティＳと絡まったり粘着したりするという外乱を排除することができる。
以上、図６を用いて、図３に示す外乱排除のステップＳＴ３３において、どのようにスパゲティＳを把持する際の外乱を排除するかについて説明した。
以下、図７を用いて、図３に示す排出のステップＳＴ４１において、どのようにスパゲティＳを排出する際の外乱を排除するかについて説明する。

図７は、図６の動作により把持された食品を排出する動作の一例を示す図である。
図７に示すＡ状態は、アームＡの把持部Ａ１により把持されたスパゲティＨＳを、皿Ｄに排出する前の状態を示す図である。
図７に示すＡ状態には、皿Ｄと、スパゲティＨＳを把持するアームＡと、カメラＣ２とが図示されている。上述したように、カメラＣ２は、次の排出先である皿Ｄ２を被写体として撮像する。制御装置１は、カメラＣ２により撮像された結果得られる撮像画像のデータに基づいて、把持されたスパゲティＳを排出するべき座標を把握する。図７に示すＡ状態の皿Ｄに描かれている一点鎖線は、制御装置１により把握されたスパゲティＳを排出するべき排出座標Ｔである。制御装置１は、スパゲティＨＳを排出した際に、スパゲティＨＳが排出座標Ｔに排出される位置（例えば、スパゲティＨＳが真下に排出される場合、排出座標Ｔの真上）に、アームＡを移動する制御を実行する。その後、制御装置１は、スパゲティＨＳを排出する制御を実行する。

図７に示すＢ状態は、アームＡにより把持されたスパゲティＨＳを皿Ｄに排出した後の状態を示す図である。
図７に示すＢ状態には、皿Ｄに排出されたスパゲティＨＳと、スパゲティＨＳと一緒に排出されず、アームＡに付着したスパゲティＨＳ２とが図示されている。即ち、非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有するスパゲティＨＳ２は、アームＡに付着されている。制御装置１は、アームＡに付着された物体をアームＡから解除させる制御を実行することで、スパゲティＳを把持する制御における外的要因を物理的に排除することができる。即ち例えば、制御装置１は、アームＡを振動させることにより、付着されたスパゲティＨＳ２をアームＡから解除させることができる。
以上、図７を用いて、図３に示す排出のステップＳＴ４１において、どのようにスパゲティＳを排出する際の外乱を排除するかについて説明した。
以下、図８乃至図１１を用いて、上述の制御を実行する制御装置１を含む把持システムや、制御装置１の部分の構成等について説明する。

図８は、図１の把持システムのうち、図１の制御装置を含む情報処理システムの部分の構成の例を示す図である。
図８に示す情報処理システムは、制御装置１と、モデルＤＢ２と、学習装置３とを含むように構成される。

制御装置１は、学習装置３により学習された結果得られる（又は更新される）モデルをモデルＤＢ２から取得して、スパゲティＳを把持する際の体積及び密度を決定する。また、制御装置１は、そのモデルを用いて、把持されたスパゲティＳの体積や密度に基づいて実際に把持された重量を予測する。また、制御装置１は、学習装置３により学習された結果得られる（又は更新される）モデルをモデルＤＢ２から取得して、把持されたスパゲティＳの予測された重量と、目標重量との差分を補正するパラメータを決定する。
学習装置３は、その結果把持されたスパゲティＳの実際の把持重量や推定された把持重量からスパゲティＳを把持する際の体積、密度及び圧力との関係性について機械学習を行うことで、モデルを生成又は更新して、モデルＤＢ２に格納する。

図９は、図８の情報処理システムのうち制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

図９は、図８の情報処理システムのうち制御装置１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

制御装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、バス１４と、入出力インターフェース１５と、出力部１６と、入力部１７と、記憶部１８と、通信部１９と、ドライブ２０とを備えている。
ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記録されているプログラム、又は、記憶部１８からＲＡＭ１３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。
ＲＡＭ１３には、ＣＰＵ１１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。

ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２及びＲＡＭ１３は、バス１４を介して相互に接続されている。このバス１４にはまた、入出力インターフェース１５も接続されている。入出力インターフェース１５には、出力部１６、入力部１７、記憶部１８、通信部１９、及びドライブ２０が接続されている。
出力部１６は、ディスプレイやスピーカ等で構成され、画像や音声を出力する。
入力部１７は、キーボードやマウス等で構成され、ユーザの指示操作に応じて各種情報を入力する。
記憶部１８は、ハードディスク等で構成され、各種情報のデータを記憶する。

通信部１９は、ネットワークを介して他の端末（例えば図８のアームＡやモデルＤＢ２）との間で行う通信を制御する。
ドライブ２０には、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリ等よりなる、リムーバブルメディア３１が適宜装着される。ドライブ２０によってリムーバブルメディア３１から読み出されたプログラムは、必要に応じて記憶部１８にインストールされる。また、リムーバブルメディア３１は、記憶部１８に記憶されている各種データも、記憶部１８と同様に記憶することができる。

なお、図示はしないが、図８の情報処理システムの学習装置３は図９に示すハードウェア構成と基本的に同様の構成を有している。
また、説明の便宜上、学習装置３は、制御装置１とは別途設けるものとしたが、特にこれに限定されず、学習装置３と、制御装置１との各機能を１台の情報処理装置に集約してもよい。

図１０は、図９の制御装置の機能的構成の一例を示す機能ブロック図である。

図１０ｓに示すように、制御装置１のＣＰＵ１１においては、領域選定部１１１と、把持制御部１１２と、外乱排除部１１３とが機能する。また、記憶部１８の一領域には、モデルＤＢ２が設けられている。

ここで、モデルＤＢ２は、上述したように、学習装置３により学習された結果得られる（又は更新される）モデルを格納している。なお、以下、説明の簡単のため、モデルＤＢ２は、制御装置１の記憶部１８に設けられているものとして説明する。
ただし、モデルＤＢ２は、制御装置１に設けられず、例えば、学習装置３にモデルが格納されて、制御装置１にモデルのコピーが格納されていてもよい。即ち、モデルＤＢ２の設けられる情報処理装置は、任意である。

カメラＣ１は、上述したように、バットＢ及びバットＢに格納されたスパゲティＳを被写体として撮像する。カメラＣ１により撮像された結果得られる撮像画像のデータは、制御装置１に提供される。

領域選定部１１１は、図３の把持領域選定のステップＳＴ２１において、把持制御部１１２によるスパゲティＳを把持する制御がなされる前に、当該制御の対象となるスパゲティＳを認識し、その認識の結果に基づいて把持対象となるスパゲティＳを含む領域を選定する。即ち、領域選定部１１１は、カメラＣ１により撮像された結果得られる撮像画像のデータに基づいて、バットＢ及びそのバットＢに格納されたスパゲティＳの配置等を認識し、その認識の結果に基づいて、把持対象となるスパゲティＳを含む領域を選定する。
具体的には例えば、領域選定部１１１は、図４及び図５で上述したように、スパゲティＳが多い領域や、目標重量分だけのスパゲティＳを把持しやすい領域を選定する。

把持制御部１１２は、バットＢに格納されたスパゲティＳのうち、把持重量分を把持対象として、スパゲティＳを把持する際のアームＡで囲われる領域の体積を考慮して、当該把持対象を把持する制御を実行する。また、把持制御部１１２は、バットＢに格納されたスパゲティＳのうち、所定の把持重量分を把持対象として、スパゲティＳを把持する際のアームＡの内部のスパゲティＳの密度を考慮して、把持対象を把持する制御を実行する。

把持制御部１１２には、マシンパラメータ決定部１２１と、把持動作制御部１２２と、排出制御部１２４と、重量確認部１２３とが設けられる。

マシンパラメータ決定部１２１は、スパゲティＳを把持する制御に用いるマシンパラメータを決定する。
また、マシンパラメータ決定部１２１は、重量確認部１２３により確認されたスパゲティＳの実重量を取得して、当該実重量に基づいて、次回以降の制御に用いるマシンパラメータを決定する、ことができる。
ここで、マシンパラメータ決定部１２１により決定されるパラメータは、以下のようなパラメータである。即ち例えば、図２のアームＡの把持部Ａ１の面Ａ１２や面Ａ１３の位置、アームＡの把持部Ａ１をスパゲティＳに差し込む角度、アームＡの把持部Ａ１の面Ａ１１乃至面Ａ１４の相互の位置を異ならせる力、面Ａ１１乃至Ａ１４がスパゲティＳを押さえる圧力、アームＡの把持部Ａ１をスパゲティＳに差し込む深さ等が、存在する。
なお、マシンパラメータ決定部１２１は、モデルＤＢ２からマシンパラメータの決定に係るモデルを取得して、マシンパラメータを決定する。

把持動作制御部１２２は、マシンパラメータ決定部１２１により決定されたマシンパラメータに基づいて、アームＡによる把持の動作を制御する。
把持動作制御部１２２は、重力方向制御部１３１と、横方向制御部１３２とを有する。

重力方向制御部１３１は、マシンパラメータ決定部１２１により決定されたマシンパラメータに基づいて、アームＡの把持部Ａ１の面Ａ１２及び面Ａ１４によりスパゲティＳを挟む方向の制御を実行する。

横方向制御部１３２は、マシンパラメータ決定部１２１により決定されたマシンパラメータに基づいて、アームＡの把持部Ａ１の面Ａ１１及び面Ａ１３によりスパゲティＳを挟む方向の制御を実行する。

重量確認部１３３は、把持動作制御部１２２の制御によりアームＡに把持された把持対象の実重量を確認する。
即ち例えば、重量確認部１３３は、アームＡの把持部Ａ１を制御することにより、把持されたスパゲティＳの体積と圧力の関係を取得する。更に言えば、重量確認部１３３は、把持されたスパゲティＳの体積を縮小させ、その際の圧力を取得する。重量確認部１３３は、このように取得された、把持されたスパゲティＳの体積と圧力の関係に基づき、把持されたスパゲティＳの実重量を推定することにより、確認する。なお、この場合、重量確認部１３３は、モデルＤＢ２からスパゲティＳの実重量の推定に係るモデルを、モデルＤＢ２から取得して、スパゲティＳの実重量を推定する。
また例えば、重量確認部１３３は、把持されたスパゲティＳを図示せぬ重量計に排出し、当該重量計により取得された排出されたスパゲティＳの重量を取得する。即ち、重量確認部１３３は、図示せぬ重量計の測定結果に基づいて把持されたスパゲティＳの実重量を確認する。

重量確認部１３３により確認された実重量が目標重量に基づいて定められる所定の範囲に含まれていない場合、後述する外乱排除部１１３は、外乱の排除を実行する。

排出制御部１２４は、皿Ｄの排出座標Ｔを取得して、把持制御部１１２による制御がなされた後に、アームＡにより把持されていた把持対象を、皿Ｄの排出座標Ｔに排出する制御を実行する。
ここで、カメラＣ２は、上述したように、次の排出先である皿Ｄ２を撮像する。カメラＣ２により撮像された結果得られる撮像画像のデータは、後述する排出制御部１２４に提供される。即ち、排出制御部１２４は、カメラＣ２により撮像された結果得られる撮像画像のデータに基づいて、皿Ｄ上の排出座標Ｔを取得して、アームＡにより把持されていた把持対象を、皿Ｄの排出座標Ｔに排出する制御を実行する。なお、この際、排出制御部１２４は、モデルＤＢ２から、皿Ｄ上の排出座標Ｔの推定に係るモデルを、モデルＤＢ２から取得して、皿Ｄ上の排出座標Ｔを推定することができる。

外乱排除部１１３は、スパゲティＳの把持重量の変動要素となる外的要因を、物理的及びアルゴリズム的のうち少なくとも１つの方針により排除する。

外乱排除部１１３には、把持制御前外乱排除部１４１と、把持制御時外乱排除部１４２とが設けられる。

把持制御前外乱排除部１４１は、把持制御部１１２により把持対象を把持する制御を実行される前に、スパゲティＳの状態を維持する制御を実行することで、外的要因を物理的に排除する。即ち例えば、把持制御前外乱排除部１４１は、図４のバットＢに格納されたスパゲティＳの配置といった状態を維持する制御を実行することで、外的要因を物理的に排除する。なお、この場合、把持制御前外乱排除部１４１は、モデルＤＢ２からスパゲティＳの状態と把持重量との関係に基づくスパゲティＳの状態の推定に係るモデルを、モデルＤＢ２から取得して、スパゲティＳの状態を推定することができる。このように推定されたスパゲティＳの状態に基づき、把持制御前外乱排除部１４１は、スパゲティＳの状態を維持する制御を実行する。

把持制御時外乱排除部１４２は、把持制御部１１２により制御が実行されている最中に、前記外的要因を排除する。
即ち例えば、把持制御時外乱排除部１４２は、アームＡによる把持の動作中に、アームＡに把持されているスパゲティＳのうち目標重量を超えた分を、アームＡによる把持の状態から解除させる制御を実行することで、前記外的要因を物理的に排除する。即ち例えば、後述する把持動作制御部１２２の制御によりスパゲティＳを目標重量より把持しすぎた場合、把持制御時外乱排除部１４２は、スパゲティＳを把持した状態においてアームＡを揺らすことにより、粘着力により付着しているスパゲティＳ同士のうち一部又は全部を落とす。これにより、把持制御時外乱排除部１４２は、アームＡに把持されているスパゲティＳのうち目標重量を超えた分を、アームＡによる把持の状態から解除させる。この時、把持制御時外乱排除部１４２は、上述の重量確認部１３３により確認された実重量に基づいて、アームＡに把持されているスパゲティＳのうち目標重量を超えた分がどの程度なのかを取得することができる。
また例えば、把持制御時外乱排除部１４２は、アームＡによる把持の動作後に、アームＡに付着されたスパゲティＳをアームＡから解除させる制御を実行することで、スパゲティＳを把持する制御における外的要因を物理的に排除する。即ち例えば、排出制御部１２４の制御により、皿Ｄに把持されたスパゲティＳを排出した後に、スパゲティＳの粘着力の要素により付着されたスパゲティＳをアームＡから解除させる制御を実行する。具体的には例えば、把持制御時外乱排除部１４２は、皿Ｄの上でアームＡを揺らす制御を実行することにより、アームＡに付着されたスパゲティＳをアームＡから解除させる。

図１１は、図１０の機能的構成を有する制御装置が実行する、把持処理の流れの一例を説明するフローチャートである。
スパゲティＳを排出するべき次の皿Ｄが提供されると、把持処理が開始されて、次のようなステップＳ１乃至Ｓ１２の処理が実行される。

即ち、ステップＳ１において、把持制御前外乱排除部１４１は、状態の維持をする。即ち、ステップＳ１において、把持制御前外乱排除部１４１は、把持制御部１１２により把持対象を把持する制御を実行される前に、スパゲティＳの状態を維持する制御を実行することで、外的要因を物理的に排除する。

ステップＳ２において、領域選定部１１１は、把持領域を選定する。即ち、ステップＳ１において、把持制御部１１２によるスパゲティＳを把持する制御がなされる前に、当該制御の対象となるスパゲティＳを認識し、その認識の結果に基づいて把持対象となるスパゲティＳを含む領域を選定する。

ステップＳ３において、マシンパラメータ決定部１２１は、把持パラメータを決定する。即ち、ステップＳ３において、マシンパラメータ決定部１２１は、スパゲティＳを把持する制御に用いるマシンパラメータを決定する。

ステップＳ４において、把持制御前外乱排除部１４１は、把持領域を整える。即ち、把持制御前外乱排除部１４１は、図４のバットＢに格納されたスパゲティＳの配置や茹で加減といった状態を維持する制御を実行することで、外的要因を物理的に排除する。

ステップＳ５において、把持制御部１１２は、把持処理において、把持の制御が試行内で１回目であるか否かを判定する。
ここで、「試行内で１回目」とは、皿ＤにスパゲティＳを排出するための把持の動作の試行のうち１回目をいう。即ち、詳しくは後述するが、把持されたスパゲティＳの重量予測結果が範囲内ではない場合等に、把持の動作を再度実行する。この場合、試行内で２回目や３回目と回数が増える。
試行内で１回目である場合、ステップＳ５の処理においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ７に進む。
試行内で１回目でない場合、ステップＳ５の処理においてＮＯであると判定されて、処理はステップＳ６に進む。処理がステップＳ６に進んだ場合、ステップＳ６の処理の後に処理はステップＳ７に進む。そこで、以下、ステップＳ５の処理においてＮＯであると判定されたものとして説明する。

ステップＳ６において、マシンパラメータ決定部１２１は、把持パラメータの補正をする。即ち、マシンパラメータ決定部１２１は、重量確認部１２３により確認されたスパゲティＳの実重量を取得して、当該実重量に基づいて、次回以降の制御に用いるマシンパラメータを決定する。ここで、次回以降とは、後述する把持されたスパゲティＳの重量予測結果が範囲内ではない場合等に把持の動作を再度実行する回や、スパゲティＳを皿Ｄに排出した後、次の皿Ｄに排出するための制御を実行する回を含む。

ステップＳ７において、重力方向制御部１３１は、重力方向の力を制御する。即ち、重力方向制御部１３１は、マシンパラメータ決定部１２１により決定されたマシンパラメータに基づいて、アームＡの把持部Ａ１の面Ａ１２及び面Ａ１４によりスパゲティＳを挟む方向の制御を実行する。

ステップＳ８において、横方向制御部１３２は、横方向の力を制御する。即ち、横方向制御部１３２は、マシンパラメータ決定部１２１により決定されたマシンパラメータに基づいて、アームＡの把持部Ａ１の面Ａ１１及び面Ａ１３によりスパゲティＳを挟む方向の制御を実行する。

ステップＳ９において、重量確認部１２３は、重量予測結果が範囲内か否かを判定する。
確認された重量予測結果が範囲内である場合、ステップＳ９の処理においてＹＥＳと判定され、処理は終了する。
確認された重量予測結果が範囲内でない場合、ステップＳ９の処理においてＮＯと判定され、処理はステップＳ１０に進む。以下、ステップＳ９の処理においてＮＯと判定されたものとして説明する。

ステップＳ１０において、把持制御時外乱排除部１４２は、調整可能か否かを判定する。
調整可能であると判定された場合、ステップＳ１０の処理においてＹＥＳと判定され、処理はステップＳ１１に進む。
調整可能でないと判定された場合、ステップＳ１０の処理においてＮＯと判定され、処理はステップＳ５に進む。即ち、調整可能でない場合、把持制御時外乱排除部１４２は、把持されたスパゲティＳをバットＢに排出し、ステップＳ５の処理に進む。
以下、ステップＳ１０の処理においてＹＥＳと判定されたものとして説明する。

ステップＳ１１において、排出制御部は、付着分を解除する。即ち例えば、ステップＳ１１において、排出制御部１２４は、皿Ｄに把持されたスパゲティＳを排出した後に、スパゲティＳの粘着力の要素により付着されたスパゲティＳをアームＡから解除させる制御を実行する。

ステップＳ１２において、重量確認部１２３は、排出された重量が所定の範囲内か否かを判定する。即ち例えば、重量確認部１２３は、アームＡに備えられた重量センサにより取得された排出の前後における重量の差分に基づき、排出されたスパゲティＳの重量が所定の範囲内か否かを判定する。
排出された重量が所定の範囲内であると判定された場合、ステップＳ１２の処理においてＹＥＳと判定され、処理は終了する。
排出された重量が所定の範囲内でないと判定された場合、ステップＳ１２の処理においてＮＯと判定され、処理はステップＳ５に進む。即ち例えば、排出された重量が所定の範囲内でない場合、皿Ｄに排出されたスパゲティＳは目標重量に基づく所定の範囲内でないため、製品としては不良品であると判定される。
なお、排出されたスパゲティＳの重量は、排出されたスパゲティＳを含む皿Ｄの重量の測定や、スパゲティＳを排出した後のアームＡの状態といった各種各様な情報に基づいて判定されてよい。

以上、図１１を用いて、図１０の機能的構成を有する制御装置が実行する、把持処理の流れの一例を説明するフローチャートについて説明した。

以上、本発明が適用される把持システムの実施形態を説明してきた。しかしながら、本発明が適用される実施形態は、例えば次のようなものであってもよい。

本実施形態では、スパゲティＳの把持重量の変動要素となる外的要因を排除するため、以下のような制御を実行したが、特にこれに限定されない。

即ち例えば、本実施形態では、制御装置１は、把持対象の物品を所定の目標重量分だけ把持するために、把持対象の物体を把持する体積Ｖ及び密度を変化させるものとしたが特にこれに限定されない。即ち、制御装置１は、把持対象の物品を所定の目標重量分だけ把持するために、把持対象の物体を把持する体積Ｖ及び密度のうち少なくとも１方を変化させれば足りる。即ち、非定型、軟体物、及び粘着力のうち少なくとも１つの要素を有する物体は、体積Ｖ又は圧力をパラメータとして制御することで、一定の重量分だけ把持することができる。即ち、制御端末１は、所定の目標重量分だけ把持するためには、体積Ｖ及び密度のうち少なくとも１方を制御すれば足りる。
なお、制御端末１は、把持対象の物体（ここではスパゲティＳ）を把持する圧力について、各種の条件を満たすように決定や変化させるのが好適である。具体的には例えば、スパゲティＳを把持する圧力は、スパゲティＳが切断されない圧力かつ、スパゲティＳを持ち上げることができる圧力が好適である。

また、本実施形態では、スパゲティＳの把持重量の変動要素となる外的要因を排除するため、以下のような制御を実行したが、特にこれに限定されない。

また例えば、本実施形態では、バットＢに格納されたスパゲティＳを寄せることによりスパゲティＳの把持重量の変動要素となる外的要因を排除するものとしたが、特にこれに限定されない。即ち例えば、押込部Ｂ２を有しないバットＢであって、当該バットＢは、全体を揺らす制御が実行されてもよい。これにより、バットＢに格納されたスパゲティＳを均一にならすことができる。即ち、バットＢのスパゲティＳの配置を変更可能であれば足りる。

また例えば、本実施形態では、制御端末１は、バットＢにおけるスパゲティＳの高さの分布に基づいて把持領域を決定するとしたが、特にこれに限定されない。即ち例えば、制御端末１は、カメラＣ１により撮像された結果得られる撮像画像のデータに基づいて、スパゲティＳの粗密を判定し、当該粗密の情報に基づいて、把持領域を決定してもよい。この場合であっても、目標重量分の把持対象を排出する制御における外的要因を排除することができる。即ち、制御端末１は、把持対象の配置に基づいて把持領域を選定できれば足りる。
更に言えば、本実施形態では、図４に示すようにＸｂ－Ｙｂ平面に平行な領域Ｒが把持領域として選定されたが、特にこれに限定されない。即ち例えば、所定の高さの領域Ｒが把持領域として選定されてもよい。具体的には例えば、領域選定部１１１は、把持領域として、バットＢにおけるＸｂ－Ｙｂ平面上の位置と、更に軸Ｚｂ上の位置の３次元的な把持領域を選定してもよい。
また例えば、把持領域は、以下のようなアルゴリズムにより、選定されてもよい。即ち例えば、スパゲティＳの配置に基づく粗密を判定するのではなく、夫々の位置における高さに基づいてスパゲティＳの山の形状を判定し、当該山の形状を積分することにより、スパゲティＳの体積を計算して、３次元的な把持領域を選定してもよい。
即ち、把持領域の選定のアルゴリズムには、把持領域の選定に係る情報処理の量やカメラＣ１の精度といった様々な条件により、各種各様なアルゴリズムが採用されてよい。

なお、スパゲティＳには、以下のような外的要因が考えられる。具体的には例えば、麺同士の絡まりにより、アームに接していない部分で麺が余分に取れる。また例えば、密度を保ったまま持ち上げることができず、密度が疎となる。また例えば、茹でたてと、時間が経った状態で麺の重量や粘着力が異なる。また例えば、麺の高さが低いと、十分な力で押さえつけることができない。そこで、制御端末１は、これらの外的要因を排除するべく、スパゲティＳを把持する制御が実行される前、把持の動作中、及び把持の動作後のうち何れか１つのステップにおいて、外的要因を排除すれば、把持重量を目標重量に近づけることができる。

また例えば、本実施形態では、非定型、軟体物、及び粘着力のうち少なくとも１つの要素を有する物体としてスパゲティを採用して説明したが、例えば以下のような物体を対象とすることができる。即ち例えば、非定型、軟体物、及び粘着力といった要素を有する食品は、上述のスパゲティＳといった麺類だけでなく、ひじき等の惣菜や肉等幅広い。例えば、本実施形態が適用された食品工場において、以下の食品の把持が可能となる。即ち、麺類（ラーメン、パスタ、うどん等）や、傷つきやすい青果（トマト、モモ、イチゴ等）、細かい惣菜（ひじき、切り干し大根、おかか等）、個々に異なる大きさとなる食品（ハンバーグ、焼き魚、パン等）の把持が可能となる。更に言えば、例えば、工業製品等であってもよい。即ち、本発明は、食品工場以外のあらゆる分野に適用が可能である。

また例えば、本実施形態では、アームＡの把持部Ａ１は、図２を用いて構造や動作を説明したが、特にこれに限定されない。アームＡの把持部Ａ１は、アームＡの把持部Ａ１で囲われる領域の体積や密度を制御することができる構造であれば足りる。

また、制御装置１は、所定の目標重量分のスパゲティＳを把持できないと判断した場合や、実際に目標重量分のスパゲティＳを把持できなかった場合、バットＢの動作を制御することにより、スパゲティＳの配置を整えることができるとしたが、特にこれに限定されない。即ち、制御装置１がバットＢの動作を制御してスパゲティＳの配置を整えるのは、上述の場合に限定されない。具体的には例えば、制御装置１は、バットＢの中からスパゲティＳを把持する領域を選定する前に、毎回バットＢの動作を制御してスパゲティＳの配置を整えてもよい。

また、状態維持のステップＳＴ１１や把持制御前外乱排除部１４１の説明において、制御装置１は、把持対象のスパゲティＳの状態を維持するものとして説明したが、スパゲティＳの状態は、バットＢに格納されたスパゲティＳの配置に限定されない。具体的には例えば、制御装置１は、以下のように、スパゲティＳの状態を維持することもできる。
例えば、同じ体積Ｖや圧力で把持した場合であっても、茹ですぎたスパゲティＳは、適正な茹で加減のスパゲティＳと異なる重量分だけ把持される。制御装置１は、実際に把持されたスパゲティＳの重量を確認し、制御装置は、確認したその重量に基づいて、スパゲティＳの状態が維持されているか否かを検出する。スパゲティＳの状態が維持されていない場合、制御装置１は、図１に示す把持システムの前段の工程に「スパゲティＳの状態が維持されていない」という情報をフィードバックする。具体的には例えば、スパゲティＳの弾力がなくなっている状態の場合、弾力があるという状態が維持されていない原因は、スパゲティＳを茹ですぎたという理由と判定できる。この場合、制御装置１は、当該理由の情報もフィードバックする。これにより、把持システムの前の工程において、スパゲティＳを茹でる時間を短縮する等の調整がされる。この結果、ステップＳＴ１１において、制御装置１は、スパゲティＳの状態が維持されていると検出されるようになる。このように状態維持のステップＳＴ１１が繰り返されることにより、スパゲティＳの状態は維持される。
即ち、状態維持のステップＳＴ１１において、制御装置１は、把持対象のスパゲティＳについて、バットＢにおける配置や茹で時間や油量といったスパゲティＳの品質といった各種各様な状態を維持する制御を行うことができる。

即ち例えば、スパゲティＳの状態が維持されていない理由として、茹ですぎを例にあげたが、制御端末１は、他の理由を発見し、把持システムの前の工程に当該理由をフィードバックするものであってよい。即ち、制御端末１は、各種各様な把持対象の状態が維持されていない理由を発見することができると好適である。なお、単にスパゲティＳの状態が維持されていないという情報が把持システムの管理者等に通知されるのみであっても、精度よく目標重量分のスパゲティＳを排出するためには有益である。

また、マシンパラメータ決定部１２１は、モデルＤＢ２からマシンパラメータの決定に係るモデルを取得して、マシンパラメータを決定するとしたが、特にこれに限定されない。即ち例えば、複数回の把持の繰り返しにおいて、制御端末１は、把持の結果（把持の制御に係るパラメータとその把持重量の確認結果）を用いて、モデルを更新してもよい。また、この時、制御端末は、更新されたモデルに基づき、次の把持の制御を実行する。このように複数回の把持の繰り返しによりモデルを更新することにより、以下のような効果を奏する。
即ち、状態の維持による外的要因の排除により、スパゲティＳの状態は維持される。しかしながら、スパゲティＳの茹で時間や茹でてからの経過時間、まぶされた油の量等の状態の変化は、少なからず発生する。そこで、複数回の把持の繰り返しにおける把持の結果をモデルに適用してモデルを更新することにより、制御端末１は、最新のスパゲティＳの状態に適応した把持の制御を実行することができる。
なお、モデルの更新の処理は、制御端末１から学習装置３に把持の結果の情報が提供されることにより、学習装置３におけるディープラーニングの手法の実行により、行われてもよい。この場合、モデルの更新に係るＣＰＵ等の負荷は、制御端末１ではなく学習装置３により提供される点で好適である。

また例えば、本実施形態の説明において、図１１のステップＳ６において、マシンパラメータ決定部１２１は、把持パラメータの補正をするとしたが、以下のように補正をすることができる。
即ち例えば、把持パラメータの補正は、モデルＤＢ２から把持パラメータの補正に係るモデルを取得して、把持パラメータ（マシンパラメータ）を決定することができる。具体的には例えば、まず、重量確認部１２３は、補正前のマシンパラメータとそのモデルや把持されたスパゲティＳの体積と圧力の関係に基づき、把持されたスパゲティＳの実重量を予想する。マシンパラメータ決定部１２１は、把持パラメータの補正として、予想された実重量に対して目標重量との差分を補正するアームパラメータを決定することができる。
また、図１１のステップＳ６において補正される把持パラメータは、体積Ｖや圧力、アームＡの把持部Ａ１をスパゲティＳに差し込む角度等、各種各様なパラメータであってよい。具体的には例えば、補正される把持パラメータには、体積Ｖや密度（制御においては圧力）が考えられる。しかしながら、体積Ｖ及び密度のうち、把持重量に対する関係性の誤差は、体積Ｖの方が少ない。このため、補正される把持パラメータは、体積Ｖが好適である。

また例えば、上述の説明において、カメラＣ２は、次の排出先である皿Ｄ２を被写体として撮像するものとした。また、制御装置１は、カメラＣ２から提供された撮像された撮像画像のデータや当該データを解析して得られた排出先の位置座標である排出座標に基づいて、アームＡやそのアームＡの把持部Ａ１を制御するものとしたが、特にこれに限定されない。即ち例えば、排出座標は、事前に指定された排出先の位置座標であってよい。具体的には例えば、皿Ｄ２は、ベルトコンベヤＬ等により、一定の位置に搬送されるようにしてもよい。この場合、皿Ｄ２が搬送される一定の位置座標が、排出座標として予め入力されていてもよい。

また例えば、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。
換言すると、上述の機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。
即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が情報処理システムに備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に限定されない。また、機能ブロックの存在場所も、特に限定されず、任意でよい。
また、１つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。

一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワークや記録媒体からインストールされる。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。
また、コンピュータは、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コンピュータ、例えばサーバの他汎用のスマートフォンやパーソナルコンピュータであってもよい。

このようなプログラムを含む記録媒体は、ユーザ等にプログラムを提供するために装置本体とは別に配布される図示せぬリムーバブルメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザ等に提供される記録媒体等で構成される。

なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置や複数の手段等より構成される全体的な装置を意味するものとする。

以上を換言すると、本発明が適用される制御装置は、次のような構成を有する各種各様の実施形態を取ることができる。

即ち、本発明が適用される制御装置（例えば図１や図１０の制御装置１）は、
非定型、軟体物、及び粘着力のうち少なくとも１つの要素を有する物体（例えば、図１のスパゲティＳ）をアーム（例えば、図１のアームＡ）で把持する制御を実行する制御装置であって、
前記物体のうち、所定の目標重量分を把持対象（例えば、図６の把持されたスパゲティＨＳ）として、前記物体を把持する際の前記アームで囲われる領域の体積（例えば、図２の体積Ｖ）を考慮して、当該把持対象を把持する制御を実行する、
把持制御手段（例えば、図１０の把持制御部１１２）、
を備える制御装置であれば足りる。

これにより、把持対象である非定型、軟体物、及び粘着力のうち少なくとも１つの要素を有する物体の実際に把持される体積を変化させることができる。即ち、把持された物体の重量を可変させる要素の１つである体積を変化させることができる。これにより、本発明は目標重量分を把持対象として把持する制御を実行することができる。

また、本発明が適用される制御装置（例えば図１や図１０の制御装置１）は、
非定型、軟体物、及び粘着力のうち少なくとも１つの要素を有する物体（例えば、図１のスパゲティＳ）をアーム（例えば、図１のアームＡ）で把持する制御を実行する制御装置であって、
前記物体のうち、所定の目標重量分を把持対象（例えば、図６の把持されたスパゲティＨＳ）として、前記物体を把持する際の前記アームの内部の前記物体の密度（例えば、図２の体積を変化させた際の力に対応する圧力）を考慮して、当該把持対象を把持する制御を実行する、
把持制御手段（例えば、図１０の把持制御部１１２）、
を備える制御装置であれば足りる。

これにより、把持対象である非定型、軟体物、及び粘着力のうち少なくとも１つの要素を有する物体の実際に把持される圧力を変化させることができる。即ち、把持された物体の重量を可変させる要素の１つである圧力を変化させることができる。これにより、本発明は目標重量分を把持対象として把持する制御を実行することができる。

更に、前記把持制御手段は、
さらに、前記物体を把持する際の前記アームで囲われる領域の体積（例えば、図２の体積）を考慮して、当該把持対象を把持する制御を実行する、ことができる。

これにより、把持対象である非定型、軟体物、及び粘着力のうち少なくとも１つの要素を有する物体の実際に把持される体積及び密度を変化させることができる。即ち、把持された物体の重量を可変させる要素である体積と密度の積を変化させることができる。これにより、本発明はより精度よく、目標重量分を把持対象として把持する制御を実行することができる。

更に、前記物体の前記把持重量の変動要素となる外的要因を、物理的及びアルゴリズム的のうち少なくとも１つの方針により排除する外乱排除手段（例えば、図１０の外乱排除部１１３）、
をさらに備える、ことができる。

これにより、把持する制御が実行される前、把持の動作中、及び把持の動作後といった様々なタイミングにおける外的要因を排除することができる。

更に、前記外乱排除手段は、
前記把持制御手段により前記制御が実行される前に、前記物体の状態（例えば、図４のバットＢに格納されたスパゲティＳの配置や茹で加減）を維持する制御を実行することで、前記外的要因を物理的に排除する第１外乱排除手段（例えば、図１０の把持制御前外乱排除部１４１）、
を有する、ことができる。

これにより、把持対象の把持する前における状態（例えば、茹ですぎの有無や配置の違い）といった物理的な理由による把持の制御の結果のずれを低減や排除することができる。

更に、前記外乱排除手段は、
前記把持制御手段により前記制御が実行されている最中に、前記外的要因を排除する第２外乱排除手段（例えば、図１０の把持制御時外乱排除部１４２）、
を有する、ことができる。

これにより、把持対象の把持する最中における状態（例えば、把持対象の物体の粘着や絡みつきによる把持のし過ぎの状態や、把持対象の物体の粘着により排出しきれないという状態）といった物理的な理由による把持の制御の結果のずれを排除することができる。

更に、前記第２外乱排除手段は、
前記アームによる把持の動作中に、当該アームに把持されている前記把持重量分の前記把持対象のうち前記目標重量を超えた分を、当該アームによる把持の状態から解除させる制御を実行することで、前記外的要因を物理的に排除する、ことができる。

これにより、把持対象の把持の動作中における状態（例えば、把持対象の物体の粘着や絡みつきによる把持のし過ぎの状態）といった物理的な理由による把持の制御の結果のずれを排除することができる。

更に、前記第２外乱排除手段は、
前記アームによる把持の動作後に、当該アームに付着された物体を前記アームから解除させる制御を実行することで、前記制御における前記外的要因を物理的に排除する、ことができる。

これにより、把持対象の把持の動作後における状態（例えば、把持対象の物体の粘着により排除しきれないという状態）といった物理的な理由による把持の制御の結果のずれを排除することができる。

更に、前記把持制御手段は、
前記制御に用いるマシンパラメータを決定するマシンパラメータ決定手段（例えば、図１０のマシンパラメータ決定部１２１）と、
決定された前記マシンパラメータに基づいて、前記アームによる把持の動作を制御する把持動作制御手段（例えば、図１０の把持制御部１１２）と、
を有する、ことができる。

これにより、制御手段は、実際にアームをどのように制御するかのマシンパラメータを決定し、当該マシンパラメータに基づいてアームを制御することができる。

更に、前記把持制御手段は、
前記把持手段の制御により前記アームに把持された前記把持対象の実重量を確認する重量確認手段（例えば、図１０の重量確認部１２３）、
をさらに有し、
前記マシンパラメータ決定手段は、
前記重量確認手段により確認された前記実重量を取得して、前記実重量に基づいて、次回以降の前記制御に用いるマシンパラメータを決定する、ことができる。

これにより、制御装置は、実重量に基づいて再度マシンパラメータを決定して把持の制御を再度実行したり、最新の把持の結果に基づいて、次の把持の制御のマシンパラメータを決定したりすることができる。

更に、前記把持制御手段による前記制御がなされる前に、当該制御の対象となる前記物体を認識し、その認識の結果に基づいて前記把持対象を含む領域を選定する領域選定手段（例えば、図１０領域選定部１１１）、
をさらに備える、ことができる。

これにより、制御装置は、把持前の制御の対象となる前記物体の配置等に基づいて、把持の制御を実行することができる。

更に、前記把持制御手段による前記制御がなされた後に、前記アームにより把持されていた前記把持対象を、所定場所に排出する制御を実行する排出手段（例えば、図１０の排出制御部１２４）、
をさらに備える、ことができる。

これにより、制御装置は、アームの制御により、把持した物体を所定場所に排出することができる。即ち、把持して排出する一連の処理が可能となる。

更に、前記排出手段は、
前記所定場所が存在する座標を取得して、当該座標に前記把持対象を排出する前記制御を実行する、ことができる。

これにより、制御装置は、アームの制御により、排出先の座標に的確に排出する制御を実行することができる。

１・・・制御装置、１１・・・ＣＰＵ、１８・・・記憶部、１１１・・・領域選定部、１１２・・・把持制御部、１１３・・・外乱排除部、１２１・・・マシンパラメータ決定部、１２２・・・把持動作制御部、１２３・・・重量確認部、１２４・・・排出制御部、１３１・・・重力方向制御部、１３２・・・横方向制御部、１４１・・・把持制御前外乱排除部、１４２・・・把持制御時外乱排除部

Claims (11)

1. 非定型、軟体物、及び粘着力のうち少なくとも１つの要素を有する物体をアームで把持する制御を実行する制御装置であって、
   前記物体のうち、所定の把持重量分を把持対象として、前記物体を把持する際の前記アームで囲われる領域の体積を所定体積にし、かつ、前記領域の密度を一定又は所定範囲内にするために圧力を所定圧力にしたうえで、当該把持対象を把持する制御を実行する、
   把持制御手段、
   を備える制御装置。
2. 前記物体の前記把持重量の変動要素となる外的要因を、物理的及びアルゴリズム的のうち少なくとも１つの方針により排除する外乱排除手段、
   をさらに備える、
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記外乱排除手段は、
   前記把持制御手段により前記制御が実行される前に、前記物体の状態を維持する制御を実行することで、前記外的要因を物理的に排除する第１外乱排除手段、
   を有する、
   請求項２に記載の制御装置。
4. 前記外乱排除手段は、
   前記把持制御手段により前記制御が実行されている最中に、前記外的要因を排除する第２外乱排除手段、
   を有する、
   請求項２又は３に記載の制御装置。
5. 前記第２外乱排除手段は、
   前記アームによる把持の動作中に、当該アームに把持されている前記把持重量分の前記把持対象のうち目標となる重量を超えた分を、当該アームによる把持の状態から解除させる制御を実行することで、前記外的要因を物理的に排除する、
   請求項４に記載の制御装置。
6. 前記第２外乱排除手段は、
   前記アームによる把持の動作後に、当該アームに付着された物体を前記アームから解除させる制御を実行することで、前記制御における前記外的要因を物理的に排除する、
   請求項４又は５に記載の制御装置。
7. 前記把持制御手段は、
   前記制御に用いるマシンパラメータを決定するマシンパラメータ決定手段と、
   決定された前記マシンパラメータに基づいて、前記アームによる把持の動作を制御する把持動作制御手段と、
   を有する、
   請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の制御装置。
8. 前記把持制御手段は、
   前記把持動作制御手段の制御により前記アームに把持された前記把持対象の実重量を確認する重量確認手段、
   をさらに有し、
   前記マシンパラメータ決定手段は、
   前記重量確認手段により確認された前記実重量を取得して、前記実重量に基づいて、次回以降の前記制御に用いるマシンパラメータを決定する、
   請求項７に記載の制御装置。
9. 前記把持制御手段による前記制御がなされる前に、当該制御の対象となる前記物体を認識し、その認識の結果に基づいて前記把持対象を含む領域を選定する領域選定手段、
   をさらに備える、
   請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の制御装置。
10. 前記把持制御手段による前記制御がなされた後に、前記アームにより把持されていた前記把持対象を、所定場所に排出する制御を実行する排出手段、
    をさらに備える、
    請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の制御装置。
11. 前記排出手段は、
    前記所定場所が存在する座標を取得して、当該座標に前記把持対象を排出する前記制御を実行する、
    請求項１０に記載の制御装置。

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