A study on the design of bio-inspired invertebrate robot based on functional fluids
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20K19890
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 61050:Intelligent robotics-related
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| Research Institution | Meiji University (2022)
The University of Tokyo (2020-2021) |
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Principal Investigator |
柯 強 明治大学, 研究・知財戦略機構(生田), 研究推進員 (70821122)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | ソフトロボティクス / バイオインスパイアード / 機能性流体 |
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| Outline of Research at the Start |
近年，生物の構造や形態を模倣し，生物のしなやかな動きを再現するロボットの設計手法は注目されている．既存の研究は，人工筋肉やワイヤなど駆動方法を利用して脊椎動物を模倣する場合が多い．しかし，アメーバや蝸牛など無脊椎軟体生物には筋肉構造や運動機能についてまた解明されていないものが多く，脊椎動物ロボットと同様の手法でロボットを設計できない．本研究ではケミカルの手法で機能性流体の粘弾性を調整し，ゲル化によって無脊椎軟体生物を模倣するロボットを開発する．無脊椎生物のような粘弾性連続体の動的ふるまいを実現することで軟体動物の運動機能や接触力学の解明を目的とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，無脊椎軟体生物の柔らかい体に着目し，連続粘弾性身体を持つロボットの動きを再現することを目的としている．本年度は無脊椎軟体生物であるミミズを着目し，前年度に開発した液体包骨格のアクチュエータを中心にして研究を行った．
具体的には:
・有限要素解析ソフトAbaqusで液体包骨格アクチュエータのシミュレーションを構築し，シミュレーションで液体包骨格の変形に影響する要素について考察を行った．シミュレーションの結果による材料の硬さやアクチュエータの構造の合理性を明らかにしていく．
・複数な液体包骨格アクチュエータを用いてミミズを模倣したロボットは開発でき，制御と性能改善を行った．ロボットは土壌の中に移動する際に滑りを抑えるため，剛毛の設計によるロボットの移動性能を向上させた．一方で土壌の中にロボットの駆動による生じたジュール熱は発散しにくく，故障を誘発しやすい．本年度は異なる制御パターンにより，ロボットの前進量と熱問題を両立させる運動パターンを考察して適切な制御方法を明らかにしていく．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は液体包骨格アクチュエータでミミズロボットを開発でき，ロボットの運動に対して評価実験を行ったため．
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| Strategy for Future Research Activity |
液体包骨格の手法の改善を行いながら，粘弾性磁性流体でロボットの制作も同時に進めていく．
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
