マニピュレーション2026/8/21arXiv:2608.20962

姿勢不確実性下での物体取得と保持のためのハイブリッドローラージャミンググリッパ

Hybrid Roller-Jamming Gripper for Object Acquisition and Retention Under Pose Uncertainty

ローラーの回転で物体を引き込み、その後真空による粒状ジャミングで剛性を高めて保持する、取得と保持を一体化したハイブリッドグリッパを提案し、840回の把持実験で高い成功率を実証した。

詳しい要約

1. どんなもの？

家庭用操作において、ポーズの不確実性により中心からずれた接触や部分的な初期接触が生じ、物体の確実な獲得が困難になる問題に対処するため、単一のグリッパー内に能動的な物体取り込みと捕捉後の保持を統合したハイブリッドローラージャミンググリッパーを提案する。内側へのローラー回転で接触を増やし物体を中心に引き寄せ、その後真空誘起の粒状ジャミングでローラーを硬化させ把持を安定させる。

2. 先行研究と比べてどこがすごい？

ローラーベースのグリッパーは能動的に物体を引き込めるが捕捉後の安定性が限られ、粒状ジャミンググリッパーはジャミング前に十分な接触が必要で強い保持が難しい。本手法は両者の利点を組み合わせ、不完全な初期接触後の獲得と保持の両方を改善する点が新しい。

3. 技術・手法の肝は？

内側へのローラー回転により物体をグリッパー中心へ引き寄せ接触を増やし、その後真空で粒状ジャミングを誘起してローラーを硬化させ把持を安定化する。また、グリッパーの簡略化した幾何学的解析とプロトタイプの力能力のベンチレベル特性評価を行う。

4. どうやって有効だと検証した？

7-DoFロボットアームにプロトタイプを搭載し、8つのテスト物体を用いて評価。平面位置オフセットと姿勢オフセットを制御して各条件3回繰り返し、計840回の把持試行（平面216回、姿勢624回）を実施し、812/840回成功（平面215/216、姿勢597/624）。アブレーション評価では3物体で162試行を行い、ローラーのみ54/81、ジャミングのみ24/81の成功率で、それぞれの貢献が異なることを示した。

5. 議論はある？

要旨からは、提案手法の限界や他の手法との比較、実環境での性能などについての議論は不明。ただし、アブレーション結果からローラーのみとジャミングのみの成功率が異なり、それぞれの役割が異なることが示唆されるが、詳細な考察は要旨に含まれていない。

6. 次に読むべき論文は？

要旨で参照されている関連研究は明示されていないが、同分野の定番として、粒状ジャミンググリッパー（例えば、AmendらによるUniversal Gripper）やローラーベースのグリッパーに関する論文が考えられる。

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Yijie Ren, Guillaume Gourmelen, Hiroyasu Iwata

分類: cs.RO

原文アブストラクト

In household manipulation, pose uncertainty often results in off-centre or partial initial contact, making reliable object acquisition difficult. Roller-based grippers can actively draw objects inward but often provide limited post-capture stability, whereas granular-jamming grippers require sufficient contact before jamming to achieve strong retention. This paper presents a hybrid roller-jamming gripper that integrates active object intake and post-capture retention within a single gripper. The proposed gripper uses inward roller rotation to increase contact and draw the object toward the gripper centre, followed by vacuum-induced granular jamming to stiffen the rollers and stabilise the grasp. The paper also presents a simplified geometric analysis of the gripper and a bench-level characterisation of the prototype's force capability. The gripper prototype was mounted on a 7-DoF robotic arm and evaluated using eight test objects. Furthermore, controlled planar position and orientation offsets were applied, with each condition repeated three times. The main evaluation comprised 840 grasp trials, including 216 planar-offset trials and 624 orientation-offset trials. Overall, the gripper succeeded in 812/840 trials: 215/216 planar-offset trials and 597/624 orientation-offset trials. The ablation evaluation comprised 162 trials on three objects. The roller-only and jamming-only conditions achieved 54/81 and 24/81 successes, respectively, showing their different contributions. These results provide initial mechanism-level evidence that hybrid roller-jamming is a promising strategy for improving acquisition and retention after imperfect first contact.

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