SEARCH
MENU

日本のロボット研究の歩みHistory of Robotics Research and Development of Japan1997Manipulation〈マニピュレーション〉二本指マイクロハンド

新井健生大阪大学大学院基礎工学研究科
谷川民生大阪大学大学院基礎工学研究科

この論文は、ロボット研究開発アーカイブ「日本のロボット研究開発の歩み」掲載論文です。

工学分野、医療分野、生物分野において対象物の微小化にともない微小対象物の操作・加工・組立といった、微小作業手法の確立が求められている。数マイクロメータのサイズを人間が直接操作を行うことは難しいため、人間に代わって微細操作を行うマニピュレータの開発が不可欠である。このような背景の中、コンパクトで多自由度な動作が可能な機構であるパラレルメカニズムを採用し、箸の操作を模倣した動作を実現する二本指マイクロハンドを提案・開発した。本マイクロハンドは、動作領域が広く、簡単な制御により２本指の器用な協調動作が可能であり，微小対象物を容易にハンドリングすることができる。
この二本指マイクロハンド機構を用いることで、数マイクロメータ程度の微小物体（例えば細胞等）を２本指で掴んで、並進、回転移動による位置決め、把持、押付け等、様々な操作を実現した。本マニピュレータはバイオテクノロジー、医学、及び微細操作が必要な産業分野において利用されている。
現在、二本指マイクロハンドとマイクロマニピュレーションシステムの更なる開発が進展しており、サブマイクロから数百マイクロオーダーでの操作を可能とするマルチスケールマニピュレーターや、高速な把持･運搬･位置決めを可能とする高速自動マニピュレーションに関する研究開発が行われている。
二本指マイクロハンド (Ver. 2002)
二本指マイクロハンド (Ver. 2002)

動画

photo
二本指マイクロハンドによるクローニング

対応論文

谷川民生，新井健生：並進3自由度を有するマイクロフィンガーモジュール

日本ロボット学会誌, Vol. 20, No. 2, pp. 196-205, Mar. 2002.

Tamio Tanikawa and Tatsuo Arai：Development of a Micro-Manipulation System Having a Two-Fingered Micro-Hand

IEEE Transactions on Robotics & Automation, Vol. 15, No. 1, pp. 152-162, Feb. 1999.
http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=744610

新井健生, 谷川民夫, R. Larsonneur：マイクロハンドを構成するフィンガーモジュールの機構と制御

日本ロボット学会誌, Vol. 15, No. 3, pp. 402-407, Apr. 1997.

谷川民生、新井健生：二本指マイクロハンドの設計と微細作業

日本ロボット学会誌, Vol.15, No. 2, pp. 284-289, 1997.

関連論文

[1] Ebubekir Avci，Chanh-Nghiem Nguyen, Kenichi Ohara, Yasushi Mae, Tatsuo Arai: "Analysis and Suppresion of Residual Vibration in Microhand for High-Speed Single-Cell Manipulation", International Journal of Mechatronics and Automation, Vol. 3, No. 2, pp. 110-117, 2013. http://www.inderscience.com/offer.php?id=53402

[2] Ebubekir Avci, Kenichi Ohara, Tomohito Takubo, Yasushi Mae, Tatsuo Arai: "Development of Multi-Scalable Microhand System with Precise Motion Ability", Journal of Robotics and Mechatronics, Vol. 25, No. 1, pp. 183-191, 2013. http://www.fujipress.jp/finder/xslt.php?mode=present&inputfile=ROBOT002500010019.xml

[3] Chanh-Nghiem Nguyen, Kenichi Ohara, Yasushi Mae, and Tatsuo Arai: "High-Speed Focusing and Tracking of Multisized Microbiological Objects", Journal of Robotics and Mechatronics, Vol. 25, No. 1, pp. 115-124, 2013. http://www.fujipress.jp/finder/xslt.php?mode=present&inputfile=ROBOT002500010012.xml

[4] Kenichi Ohara, Daiki Kawakami, Tomohito Takubo, Yasushi Mae, Tamio Tanikawa, Ayae Honda and Tatsuo Arai: "Dextrous cell diagnosis using two-fingered microhand with micro force sensor", Journal of Micro Nano Mechatronics, Vol. 7, No. 1-3, pp. 13-20, Dec. 2012. http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs12213-012-0040-6

[5] Chanh-Nghiem Nguyen, Kenichi Ohara, Ebubekir AVCI, Tomohito Takubo, Yasushi Mae, and Tatsuo Arai: "Real-time Precise 3D Measurement of Micro Transparent Objects Using All-In-Focus Imaging System", Journal of Micro-Nano Mechatronics, Vol. 7, No. 1-3, pp. 21-31, Dec. 2012. 　　　　　　http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs12213-012-0041-5

[6] A. A. Ramadan, T. Takubo, Y. Mae, K. Oohara, T. Arai: "Development Process of a Chopstick-Like Hybrid Structure Two-Fingered Micromanipulator Hand for 3D Manipulation of Microscopic Objects", IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 56, No. 4, pp. 1121-1135, Mar. 2009. http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=4808370

[7] Ahmed A. Ramadan, Kenji Inoue, Tatsuo Arai, and Tomohito Takubo: "New Architecture of a Hybrid Two-Fingered Micro-Nano Manipulator Hand", Advanced Robotics, Vol. 22, No. 2-3, pp. 235-260, Feb. 2008. http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1163/156855308X292565#.Ukf5YsbIYms

[8] Kenji Inoue, Tamio Tanikawa, and Tatsuo Arai: "Micro-manipulation system with a two-fingered micro-hand and its potential application in bioscience", J. Biotechnology, Vol. 133, No. 2, pp. 219-224, Feb. 2008. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168165607015179

[9] Kenji Inoue, Daisuke Nishi, Tomohito Takubo, Tamio Tanikawa, and Tatuo Arai : "Performance Evaluation of Teleoperation for Manipulating Micro Objects Using Two-Fingered Micro Hand", Journal of Robotics and Mechatronics, Vol. 19, No. 5, pp. 577-584, Oct. 2007. http://www.fujipress.jp/finder/xslt.php?mode=present&inputfile=ROBOT001900050013.xml

[10] Yoshihiko KOSEKI, Tamio TANIKAWA, Noriho KOYACHI, Tatsuo Arai: "Kinematic analysis of a translational 3-d.o.f. micro-parallel mechanism using the matrix method", Advanced Robotics, Vol. 16, No. 3, pp. 251-264, 2002. http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1163/156855302760121927#.Ukf4esbIYms

[11] Tamio TANIKAWA, Masashi KAWAI, Noriho KOYACHI, Tatsuo ARAI, Takayuki IDE, Shinji KANEKO, Ryo OHTA, Takeshi HIROSE: "Force Control System for Autonomous Micro Manipulation", Journal of Robotics and Mechatronics, Vol. 14, No. 3, pp. 212-220, Jun. 2002. http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=932617

[12] T. Kato, T. Arai, K. Inoue, Y. Mae, and T. Tanikawa: "Vision System for Micro Manipulation", Journal of Robotics and Mechatronics, Vol. 14, No. 2, pp. 203-209, Apr. 2002. http://www.fujipress.jp/finder/xslt.php?mode=present&inputfile=ROBOT001400020016.xml&xslparam=ref|jscript

[13] 谷川民生，新井健生: "並進3自由度を有するマイクロフィンガーモジュール", 日本ロボット学会誌, Vol. 20, No. 2, pp. 196-205, Mar. 2002. https://www.jstage.jst.go.jp/article/jrsj1983/20/2/20_2_196/_article/-char/ja/

[14] Tamio Tanikawa and Tatsuo Arai, "Development of a Micro-Manipulation System Having a Two-Fingered Micro-Hand", IEEE Transactions on Robotics & Automation, Vol. 15, No. 1, pp. 152-162, Feb. 1999. http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=744610

[15] 谷川民生, 新井健生: "二本指マイクロハンド用操作デバイスの開発とその制御", 日本ロボット学会誌, Vol. 16, No. 4, pp. 533-539, May. 1998. https://www.jstage.jst.go.jp/article/jrsj1983/16/4/16_4_533/_article/-char/ja/

[16] 新井健生, R. Larsonneur, 谷川民夫: "マイクロハンドを構成するフィンガーモジュールの機構と制御", 日本ロボット学会誌, Vol. 15, No. 3, pp. 402-407, Apr. 1997. https://www.jstage.jst.go.jp/article/jrsj1983/15/3/15_3_402/_article/-char/ja/

[17] 谷川民生、新井健生："二本指マイクロハンドの設計と微細作業", 日本ロボット学会誌、Vol.15, No. 2, pp. 284-289, 1997 https://www.jstage.jst.go.jp/article/jrsj1983/15/2/15_2_284/_article/-char/ja/

関連記事