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Development of robot arm utilizing stiffness change of shape-memory polymer based on temperature

Research Project

Project/Area Number 17K06265
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

Takashima Kazuto  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (30435656)

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: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsソフトメカニクス / 形状記憶ポリマー / 機械要素 / ロボットアーム / 剛性制御 / 人工筋肉 / 力覚センサ / 触覚センサ / 知能機械
Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed the robot arm with variable stiffness and sensitivity by utilizing the stiffness change of shape-memory polymer (SMP) based on the temperature. We improved and miniaturized the SMP machine elements such as the position-keeping mechanism, the artificial muscle and the force and tactile sensors. Moreover, we developed the robot arm by combining the SMP machine elements. Through the experiments using the prototypes, we verified the effectiveness of the robot arm and the SMP machine elements.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来、工場と介護・福祉の現場で使用するロボットには求められる仕様が異なり、異なったロボット開発が必要であったが、本研究課題により開発を進めたロボットアームは、産業用ロボットに必要な正確性・高剛性と介護・福祉ロボットに必要な柔軟性・多自由度を両立でき、両分野で応用可能である。一方、開発した各機械要素は個別に使用でき、介護・福祉・産業・医療などさまざまな分野で応用が期待できる。

Report

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

    (27 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Application of Tactile Sensor Using Shape-memory Polymer to Robot Arm2019

    • Author(s)
      長田 拡、高嶋 一登、向井 利春
    • Journal Title

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers

      Volume: 55 Issue: 1 Pages: 25-34

    • DOI

      10.9746/sicetr.55.25

    • NAID

      130007582088

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
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      高嶋 一登
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      服部 成浩、高嶋 一登、久佛 良明、長田 拡、向井 利春
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      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018 (ROBOMECH2018)
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      茂呂 和樹、高嶋 一登、向井 利春
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      三浦 智史、高嶋 一登、向井 利春
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      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(SI2018)
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      大城 竣、高嶋 一登、則次 俊郎、向井 利春
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      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(SI2018)
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      K. Takashima
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      Japan-China Joint Workshop on Recent Advances on Active Soft Materials 2018
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of error and sensitivity for force sensor using shape-memory polymer2018

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      K. Takashima, R. Onoda, T. Mukai
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      SICE Annual Conference 2018
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  • [Presentation] 形状記憶ポリマーの温度による剛性変化を利用したロボット2018

    • Author(s)
      高嶋 一登
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      第168回産学交流サロン「ひびきのサロン」
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  • [Presentation] 形状記憶ポリマーを用いたアクチュエータ・センサ2018

    • Author(s)
      高嶋 一登
    • Organizer
      日本MRS 研究会「ソフトアクチュエータ産業化研究会」シンポジウム
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    • Invited
  • [Presentation] 電熱線埋め込み型形状記憶ポリマーシートの繰返し引張試験2017

    • Author(s)
      久佛 良明、高嶋 一登、向井 利春
    • 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(SI2017)
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  • [Presentation] 形状記憶ポリマーを用いたロボットアームの制御2017

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      服部 成浩、高嶋 一登、向井 利春
    • 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(SI2017)
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      松本 翔平、高嶋 一登、則次 俊郎、向井 利春
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      長田 拡、高嶋 一登、向井 利春
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  • [Presentation] 形状記憶ポリマーを用いた力覚センサの誤差評価2017

    • Author(s)
      小野田 亮、高嶋 一登、向井 利春
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      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(SI2017)
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  • [Book] 「第6章 形状記憶を利用したマテリアルの開発とその特性 第4節 形状記憶ポリマーを用いたアクチュエータ・センサの設計」,自己修復材料、自己組織化、形状記憶材料の開発と応用事例2020

    • Author(s)
      高嶋一登
    • Total Pages
      446
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047817
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      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 九州工業大学大学院生命体工学研究科高嶋研究室ホームページ

    • URL

      http://www.life.kyutech.ac.jp/~ktakashima/research/research.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report 2018 Research-status Report 2017 Research-status Report

URL: 

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

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