• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Development of high-functional pneumatic artificial muscles with functional fibers

Research Project

Project/Area Number 17K06121
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Design engineering/Machine functional elements/Tribology
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

Wakimoto Shuichi  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (40452560)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsソフトアクチュエータ / 機能性繊維 / 空気圧人工筋 / センサ / 形状記憶ポリマー / 人工筋肉 / 光ファイバ / スマート化 / 導電性繊維 / 機能性材料 / アクチュエータ
Outline of Final Research Achievements

In the agriculture, medical, and welfare fields, soft robots with high safety are required. For improving the convenience of the soft robots, it is effective to enhance the functionality of the pneumatic artificial muscles that are used as the drive source of the soft robots. In this research, we have developed two kinds of artificial muscles, one has the sensor function, and the other can change the driving form, respectively. Both artificial muscles have functional fibers. The former artificial muscle can estimate its state by the embedded fiber sensor, and the latter artificial muscle can realize multiple movements such as contracting and bending by shape-memory polymer fiber.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

空気圧人工筋はゴムチューブとスリーブを形成する繊維から構成される。本研究ではセンサ材料繊維や形状記憶ポリマー繊維をスリーブの繊維として構成するため、人工筋に構造的付加材料が必要ない。また、製紐機を用いることで容易に高機能な人工筋が実現できている。これらの構造と製造プロセスは独自性の高いものであり、人工筋のさらなる高機能化に貢献する可能性があり学術的価値を有する。また、人工筋の高機能化は少子高齢化社会において必要となってくるソフトロボットの実用に繋がるものである。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] A Soft Master-Slave Robot Mimicking Octopus Arm Structure Using Thin Artificial Muscles and Wire Encoders2019

    • Author(s)
      Furukawa Shota,Wakimoto Shuichi,Kanda Takefumi,Hagihara Hiroki
    • Journal Title

      Actuators

      Volume: 8 Issue: 2 Pages: 1-13

    • DOI

      10.3390/act8020040

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] McKibben artificial muscle realizing variable contraction characteristics using helical shape-memory polymer fibers2019

    • Author(s)
      Yahara Shigeyoshi,Wakimoto Shuichi,Kanda Takefumi,Matsushita Kouya
    • Journal Title

      Sensors and Actuators A: Physical

      Volume: 295 Pages: 637-642

    • DOI

      10.1016/j.sna.2019.06.012

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Fabrication process of a McKibben artificial muscle with SMP fibers by a braider machine2019

    • Author(s)
      Koya Matsushita, Shuichi Wakimoto, Shigeyoshi Yahara, Takefumi Kanda
    • Organizer
      The 8th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology,
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Operation of a pneumatic soft manipulator using a wearable interface with flexible strain sensors2019

    • Author(s)
      Hiroki Hagihara, Shuichi Wakimoto, Takefumi Kanda, Shota Furukawa
    • Organizer
      2019 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Composite structure of McKibben artificial muscle and optical fiber sensor2019

    • Author(s)
      Sota Kogawa, Shuichi Wakimoto, Takefumi Kanda, Kento Omura
    • Organizer
      International Workshop on Piezoelectric Materials and Applications in Actuators 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 光ファイバを編み込んだ変位推定機能を有するMcKibben型人工筋の提案と試作2019

    • Author(s)
      脇元修一,大村健人,神田岳文,小川草太
    • Organizer
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] SMP 強化繊維の自動製作と人工筋肉への適応2019

    • Author(s)
      松下航也,作間祐仁,脇元修一,神田岳文
    • Organizer
      計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 光ファイバセンサを強化繊維として利用した湾曲型スマート人工筋の試作2019

    • Author(s)
      長岡和弥,脇元修一,神田岳文,小川草太,松田大成
    • Organizer
      計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ラバーコーティングによる空気圧人工筋の特性改善2019

    • Author(s)
      萩原弘貴,脇元修一,神田岳文,山本好恵
    • Organizer
      日本ロボット学会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] インダクタンス変化型変位センサを一体化したスマート人工筋の磁性流体による駆動2019

    • Author(s)
      小川草太,脇元修一,神田岳文,大村健人
    • Organizer
      日本機械学会年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 柔軟ひずみセンサを用いたウェアラブルインタフェースによる3自由度ソフトマニピュレータの操作2019

    • Author(s)
      萩原弘貴,脇元修一,神田岳文,古川匠太
    • Organizer
      日本機械学会年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 光ファイバを編み込んだ変位推定機能を有する McKibben型人工筋の提案と試作2019

    • Author(s)
      脇元修一,大村健人,神田岳文,小川草太
    • Organizer
      ロボティクスメカトロニクス講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Fabrication process of a McKibben artificial muscle with SMP fibers by a braider machine2019

    • Author(s)
      Koya Matsushita, Shuichi Wakimoto, Shigeyoshi Yahara, Takefumi Kanda
    • Organizer
      The 8th International conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A McKibben artificial muscle with variable contraction characteristics by SMP material2018

    • Author(s)
      Shigeyoshi Yahara, Shuichi Wakimoto, Takefumi Kanda
    • Organizer
      International Workshop on Piezoelectric Materials and Applications in Actuators
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] インダクタンス変化型変位センサを内蔵したスマート人工筋の磁性粉体によるセンサ特性の向上2018

    • Author(s)
      小川草太, 脇元 修一, 神田 岳文, 大村健人
    • Organizer
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] インダクタンス変化による変位センサを一体化したスマート人工筋の製作手法2018

    • Author(s)
      小川草太, 脇元 修一, 神田 岳文, 大村健人
    • Organizer
      成30年秋季フルードパワーシステム講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 導電性繊維を複合製作した空圧人工筋の駆動システムのモデル化2018

    • Author(s)
      脇元修一,後藤桂輔,大村健人,神田岳文
    • Organizer
      第18回機素潤滑設計部門講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Development of a Thin Pneumatic Rubber Actuator Generating 3DOF Motion - Design Using FEM Analysis and Fabrication of the Actuator2018

    • Author(s)
      M. Yuzaki,K. Iwata, S. Wakimoto, T. Kanda
    • Organizer
      Actuator 2018
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Pneumatic Valves and a Fiber Sensor for a Smart Artificial Muscle2018

    • Author(s)
      K. Omura, K. Goto, S. Wakimoto, T. Kanda
    • Organizer
      Actuator 2018
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] らせん状形状記憶ポリマーを用いた空気圧人工筋の特性改善2017

    • Author(s)
      矢原成喜,脇元修一,神田岳文
    • Organizer
      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 多自由度扁平ソフトアクチュエータの開発2017

    • Author(s)
      湯﨑真弘,岩田和大,脇元修一,神田岳文
    • Organizer
      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 岡山大学自然科学研究科システム構成学研究分野

    • URL

      http://www.act.sys.okayama-u.ac.jp/

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 岡山大学自然科学研究科システム構成学研究分野

    • URL

      http://act.sys.okayama-u.ac.jp/

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks] 岡山大学 システム構成学研究室

    • URL

      http://www.act.sys.okayama-u.ac.jp/kouseigaku/overview/overview2017j.html

    • Related Report
      2017 Research-status Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi