presented in RSJ2013, the 31st annual conference of the RSJ.

1. パーシャルなケージングにお
ける対象物の抜け出しにくさ
に
ゲート配置が与える影響
槇田諭（佐世保高
専）
永田和之（産総研）
Easy to enter
Difficult to escape
Fish trap

2. ケージング（Caging）
 （完全な）ケージング
◦ 対象物をロボットで囲い込み，“一切”抜け出
せないように拘束する
Many fingers…
Many robots…
2

3. パーシャルなケージング（partial
caging）

囲い込みが不完全で，対象物は囲い込みから抜
け出しうる
できるだけ抜け出しにくくしたい
3

4. パーシャルなケージングでの抜け出しに
くさ
経路探索
Easy to enter
Difficult to escape
Fish trap
Partial cage quality
[Makapunyo (ICRA2013)]
出口の形状（ロボットの配
置）によって抜け出しにくさ
が異なる
囲い込み方を工夫することで，非制御
に閉じ込め性能を変えられるのでは？
4

5. 研究目的
パーシャルなケージングの拘束性を評
価
• 対象物が拘束から抜け出せるか？
• 抜け出せるならばどの程度の時間がかかるか？
• 拘束のつくりかたによる閉じ込め性能の違い
アプローチ
◦ 問題の簡略化→ボックス内の円形対象物
◦ 出口形状による対象物の抜け出しにくさへの影響
5

6. 問題設定

6

7. 問題設定
 2自由度ハンドによるボックスの操作
gate
object
gate
wall
Z
joint
joint
qj1
qj2
Y
X
7

8. ボックス内の対象物の運動

8

9. シミュレーション

10 [mm]
9

10. シミュレーション例
●：対象物初期位置
●：壁面
●：対象物軌跡
10

11. ゲート幅を変化させた場合
qg = 0 [deg]
450
狭
広
----
400
qg = 10 [deg]
qg = -10 [deg]
0.7
0.6
0.5
350
300
0.4
250
0.3
200
150
0.2
100
0.1
50
0
index 2: rate of unescaped cases
index 1: time until the object escapes [s]
500
0
0.2 0.4 0.6 0.8
0.2 0.4 0.6 0.8
0.2 0.4 0.6 0.8
ratio of the goal width normalized by the box scale
ゴール幅が大きいほど対象物は抜け出しやすい
index 1
index 2
11

12. 250
0.16
0.14
0.12
200
150
100
0.10
0.08
0.06
0.04
50
0
-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
angle of the gate [deg] ゲートが閉じる ->
<- ゲートが開く
ゲート角10 [deg]近傍が最も抜け出しにくい
index 2: rate of unescaped cases
index 1: time until the object escapes [s]
300
0.02
0.00
index 1
index 2
12

13. ゲートが閉じるほど抜け出しやす
い？
upper gate
p
t
v
n
qg (< 0)
13

14. ゲート角によるゴールへの到達しに
くさ ゲート根元に対象物
1.2
が滞留しやすい
rate of unescaped cases
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
10
20
30
40
50
60
angle of the gate [deg]
70
80
90
14

15. 結論
 ゲートをもつボックス内の円形対象物の
抜け出しにくさを調べた
◦ ゲート角度を工夫することで対象物を抜け出
しにくくすることができる
 対象物の抜け出しにくさの要因を推定
◦ ゲート間の幅
◦ ゲート根元での滞留しやすさ
15

16. 今後の展開
 円形以外の対象物
 長方形以外のパーシャルなケージング
 三次元空間の問題への拡張
 ロボットマニピュレーション，フィクス
チャリングへの応用
16