Multi-degree-of-freedom soft actuator integrating jamming transition phenomenon and microhydraulic pressure sources
| Project/Area Number |
19KK0375
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
金 俊完 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (40401517)
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| Project Period (FY) |
2021 – 2023
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥15,210,000 (Direct Cost: ¥11,700,000、Indirect Cost: ¥3,510,000)
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| Keywords | ソフトロボット / ジャミング転移現象 / 電界共役流体 |
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| Outline of Research at the Start |
生体を模するソフトロボットの可変剛性メカニズムとして，ジャミング転移現象と電界共役流体 (Electro-Conjugate Fluid: ECF) ジェットの負圧を融合した新たな方法を提案する．すなわち，ジャミング転移に必要な内圧制御を内蔵されたECFマイクロポンプで行う．まず，可変剛性機能と能動的変形機能を両立できる1自由度モジュールを実現し，この有効性を確認する．このモジュールを直列に連結させたアクチュエータでハードとソフトが共存する多様なソフトロボットを開発する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体を模するソフトロボットの可変剛性メカニズムとして，ジャミング転移現象と電界共役流体 (Electro-Conjugate Fluid: ECF) ジェットの負圧を融合した新たな方法を提案している．すなわち，ジャミング転移に必要な内圧制御を内蔵されたECFマイクロポンプで行う．ECFマイクロポンプを，マルチモジュールによる局所的な可変剛性機能と能動的変形機能を組み合わせたソフトロボットへ応用し，この有効性を示している．今までに，ECFジェットのマイナス圧力を用いてジャミング転移現象をアクティブに制御できることを明確にしている．また，可変剛性機能と能動的変形機能を両立できる1自由度モジュールを実現し，この有効性を確認している．
本年度では，このモジュールを直列に連結させたアクチュエータでハードとソフトが共存する多様なソフトロボットを開発している．可変剛性機能と能動的変形機能を両立できるアクチュエータを製作し，これをモジュールとし，5個を直列に繋いで，(1)一方向曲げソフトロボットと(2)双方向曲げソフトロボットの 2 つのソフトロボットを開発している．
一方向曲げソフトロボットは，指の構造と動きを模倣できることを確認している．このロボットの各モジュールはプラス圧力印加で関節のような働きができるが，マイナス圧力印加では骨のように固くなることを確認している．一方向曲げソフトロボットは，狭いスペースでのマニピュレータやグリッパなどに応用できる．
双方向曲げソフトロボットは，一方向のものと比較してさらに複雑な動作を実現できる．ロボットのユニークな構成により，1 回の操作で 2 方向に曲げたり (ヘビのような動き)，1 方向に曲げて指のアプリケーションのように大きな曲げ角度を実現したりできることを実験的に確認している．
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Report
(3 results)
Research Products
(20 results)
