This paper proposes a robot hand for a violin-playing robot and introduces a newly developed robot finger. The proposed robot hand acts as the left hand of the violin-playing robot system. The violin fingering plays an important role in determining the tone or sound when the violin is being played. Among the diverse types of violin fingering playing, it is not possible to produce vibrato with simple position control. Therefore, we newly designed a three-axis load cell for force control, which is mounted at the end of the robot finger. Noise is calculated through an analysis of the resistance difference across the strain gauge attached to the proposed three-axis load cell. In order to ensure the stability of the three-axis load cell by analyzing the stress distribution, the strain generated in the load cell is also verified through a finite element analysis. A sound rating quality system previously developed by the authors is used to compare and analyze the sound quality of the fourth-octave C-note played by a human violinist and the proposed robot finger.
The Avatar robot, which is one of the teleoperation robots, aims to enable users to feel the robot as a part of the body to intuitively and naturally perform various tasks. Considering the purpose of the avatar robot, an end-effector identical to a human hand is advantageous, but a robotic hand with human hand level performance has not yet been developed. In this paper we propose a new 3-finger robotic hand with human-avatar hand posture mapping algorithm which were integrated with TOCABI-AVATAR, one of the teleoperation system. Due to the flexible rolling contact joints and tendon driven mechanism applied to the finger, the finger could implement adaptive grasping and absorb the impact force caused by unexpected contacts. In addition, human-avatar hand mapping algorithm using five calibration hand postures propose to compensate physical differences between operators. Using the TOCABI-AVATAR system with the robotic hands and mapping algorithm, the operator can perform 13 out of 16 hand postures of grasping taxonomy and 4 gestures. In addition, using the system, we participated in the ANA AVATAR XPRIZE Semi-final and successfully performed three scenarios which including various social interactions as well as object manipulation.
This study introduces a smart wrist band system with pressure measurements using wrist skin curvature variation due to finger motion. It is easy to wear and take off without pre-adaptation or surgery to use. By analyzing the depth variation of wrist skin curvature during each finger motion, we elaborated the most suitable location of each Force Sensitive Resistor (FSR) to be attached in the wristband with anatomical consideration. A 3D depth camera was used to investigate distinctive wrist locations, responsible for the anatomically de-coupled thumb, index, and middle finger, where the variations of wrist skin curvature appear independently. Then sensors within the wristband were attached correspondingly to measure the pressure change of those points and eventually the finger motion. The smart wrist band was validated for its practicality through two demonstrative applications, i.e., one for a real-time control of prosthetic robot hands and the other for natural human-computer interfacing. And hopefully other futuristic human-related applications would be benefited from the proposed smart wrist band system.
본 연구는 MIDI(Musical Instrument Digital Interface) 프로그램을 연결한 키보드 연주 시 일반인의 각 손가락 타력 표준치를 측정하고자 실시되었다. 연구 대상은 서울과 충청 지역 대학에 재학 중인 학생 총 92명(남성 46명, 여성 46명)으로 평균 연령은 만 18세부터 28세였다(평균나이: 21.7, 표준편차: 1.8). 연구 대상자의 음악교육경험 및 기간에 관한 조사를 선행한 후, 연구대상자의 각 손가락을 이용하여 키보드 건반을 상행 및 하행으로 타건하도록 하였다. 개인별 타건의 MIDI값을 분석해 본 결과 최대 강도 127 중 77~97의 수치를 기록하였다. 남성의 경우 최대값은 우세손 손가락의 검지에서 96.9를 기록했고, 최저값은 비우세손 약지에서 78.5 나타났다. 여성은 우세손 중지의 타력값이 92로 가장 높았으며 최저값은 남성과 유사하게 비우세손 약지에서 77.5로 나타났다. 참여자들의 우세손과 비우세손 손가락 타력의 차이는 엄지를 제외한 모든 손가락에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였으나(p < .05) 성별과 악기 연주 경험에서는 유의미한 차이가 나타나지 않았다(p < .05). 본 연구에서 측정된 손가락 타력의 표준치는 건반악기와 MIDI프로그램의 사용이 손기능을 평가하는 도구로 활용될 수 있으며, 손기능 중재 방안의 효과성 입증을 위한 근거 자료로 활용 될 수 있음을 시사한다.
제어로봇시스템학회 1996년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 11th (KACC); Pohang, Korea; 24-26 Oct. 1996
/
pp.24.2-27
/
1996
This paper is a study on the fuzzy force control of a miniature gripper driven by piezoelectric bimorph actuator. The system is composed of two flexible cantilevers, a stepping motor, a laser displacement transducer and two semiconductor force sensors attached to the beams. Obtained results show that the present artificial finger system works well as a miniature gripper, which produces approximately 0.06N force in the maximum. Further, the fuzzy position/force control algorithm is applied to the soft-handing gripper for stable grasping of a object. It revealed that the fuzzy rule-based controller be efficient controller for the stable drive of the flexible miniature gripper. It also showed that two semiconductor strain gauges located in the flexible beam play an important roles for force control, position control and vibration suppression control.
This paper describes a design of a tactile sensor, which can measure three components force and temperature due to thermal conductive. The bio-mimetic tactile sensor, alternative to human's finger, is comprised of four micro force sensors and four thermal sensors, and its size being 10mm$\times$10mm. Each micro force sensor has a square membrane, and its force range is 0.1N - 5N in the three-axis directions. On the other hand, the thermal sensor for temperature measurement has a heater and four temperature sensor elements. The thermal sensor is designed to keep the temperature. $36.5^{\circ}C$, constant, like human skin, and measure the temperature $0^{\circ}C$ to $50^{\circ}C$. The MEMS technology is applied to fabricate the sensing element of the tactile sensor.
In this paper, the repeated learning technique of neural network was used for gripping force control algorithm. The hybrid control system was introduced and the manipulator's finger reorganized form 2 ea to 3 ea for comfortable gripping. The data was obtained using the gripping force of repeated learning techniques. In the fucture, the adjustable gripping force will be obtained and improved the accuracy using the artificial intelligence techniques.
In this study, we propose a wearable force sensor using 3D printed mold and liquid metal. Liquid metal, such as Galinstan, is one of the promising functional materials in stretchable electronics known for its intrinsic mechanical and electronic properties. The proposed soft force sensor measures the external force by the resistance change caused by the cross-sectional area change. Fused deposition modeling-based 3D printing is a simple and cost-effective fabrication of resilient elastomers using liquid metal. Using a 3D printed microchannel mold, 3D multichannel Galinstan microchannels were fabricated with a serpentine structure for signal stability because it is important to maintain the sensitivity of the sensor even in various mechanical deformations. We performed various electro-mechanical tests for performance characterization and verified the signal stability while stretching and bending. The proposed sensor exhibited good signal stability under 100% longitudinal strain, and the resistance change ranged within 5% of the initial value. We attached the proposed sensor on the finger joint and evaluated the signal change during various finger movements and the application of external forces.
Objective: The aim of this study was to objectively evaluate sensory disturbance in cervical spondylosis using grip force and investigate the relationship between the grip force and upper extremity function. Design: Cross-sectional study. Methods: Eleven cervical spondylosis patients with paresthesia conducted grip and lift tasks using a precision grip with the tips of the thumb and index finger on either side. The sum of the grip force used during the first four seconds was calculated and defined as the total grip force. The cutaneous pressure threshold of the fingers, the pinch power, the grip power and three subtests of the Simple Test for Evaluating Hand Function (STEF) were also assessed. Correlations between the total grip force and cutaneous pressure threshold, pinch power, grip power, and STEF subtest times were evaluated. Results: We found that the total grip force correlated with the cutaneous pressure threshold (p<0.05). Moreover, the total grip force of the dominant thumb correlated with the results of the three STEF subtests (p<0.05). There were no significant correlations between the total grip force and pinch/grip powers. Conclusions: We found that the total grip force correlated with cutaneous pressure threshold and upper extremity function. The results suggest that the total grip force could serve as an objective index for evaluating paresthesia in cervical spondylosis patients, and that the impaired ability of the upper extremity function is related to grip force coordination.
This paper presents a robust force tracking control of a small-sized SMA gripper with two fingers using shape memory alloy(SMA) actuators. The mathematical governing equation of the proposed system is derived by Hamilton's principle and Lagrangian equation and then, the control system model is integrated with the first-order actuator dynamics. Uncertain system parameters such as time constant of the actuators are also included in the control model. A robust two degree of freedom(TDF) controller using H$_{\infty}$ control theory, which has inherent robustness to model uncertainties and external disturbances, is adopted to achieve end-point force tracking control of the two-finger gripper. Force tracking control performances for desired trajectories represented by sinusoidal and step functions are evaluated by undertaking both simulation and experimental works.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.