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マニピュレーション

manipulation

 マニピュレータにより対象物体,通常は単一剛体,をハンドリングし必要な変化を与えること.マニピュレーション機能の基本は物体を把握し,物体を移動し放すことである.物体の移動とは,その位置と姿勢(ポーズ)を変化させることであり,マニピュレータの関節を制御することでそれを実施する.物体のポーズは六つのパラメータ(自由度)で記述されるので,基本的にはマニピュレータには六自由度(関節)必要である.あるポーズからほかのポーズに移行する場合,一気に変化させるのは危険であることから,二つのポーズをつなぐ滑らかな軌道に沿って動かすのが普通である.把握している物体が自由空間中にある場合は,マニピュレータが一方的にポーズを制御すればよい.一方物体が外部環境と接触状態にあるときは,ポーズに関する自由度の一部が環境により決められる.このときは,拘束されている自由度は力制御やコンプライアンス制御を施し環境の拘束に適応する必要がある.残りの自由度は位置制御することになり,全体としてマルチモードな制御が要求される.物体を,把握せずにマニピュレーションするやり方として指で押して操作するやり方や多自由度指を用いて手の中で操作するやり方が研究されている.