Multi-DOF soft robot hand with various grasping modes through underactuation
| Project/Area Number |
22K14220
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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 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
西村 斉寛 金沢大学, フロンティア工学系, 助教 (60913720)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | ロボットハンド / ソフトロボット / 物体把持 / 人工筋肉 |
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| Outline of Research at the Start |
ロボットの代表的なタスクとして物体把持が挙げられる．様々な対象物形状や目的，環境での把持に対応するには把持形態(持ち方)の切り替えが必要である．そこで本研究では，少数の駆動源でありながら多自由度屈曲が可能な柔軟指・柔軟掌を有するソフトロボットハンドを具現化し，それによる多様な把持形態を実現することを目的とする．電動人工筋肉の収縮を用いた駆動により，駆動源を減らしつつ，超多自由度システムの実現に挑む．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，少数の駆動源でありながら，多自由度屈曲が可能な柔軟指・柔軟掌を有するソ
フトロボットハンドを具現化し，それによる多様な把持形態(持ち方)を実現することを目的
とする．多自由度の屈曲動作を生成可能な柔軟アクチュエータを開発し，それを指部と掌部に用いることで上記ソフトロボットハンドの創生を目指している．柔軟アクチュエータの駆動には通電により伸縮する電気駆動式人工筋肉を用いることで動作自由度を増やしつつ，軽量・小型構造の達成が見込まれる．
2022年度では，柔軟かつ薄型のポリプロピレンシート上に電気駆動式人工筋肉と導電布テープ製回路を配置することで多自由動作を実現する柔軟アクチュエータを開発した．この柔軟アクチュエータで指と掌を構成したソフトロボットハンドも具現化した．開発したロボットハンドは本体重量20g，厚さ3mmという超軽量・小型構造を達成している．開発したロボットハンドの制御手法の構築および性能評価も行った．電気駆動式人工筋肉には，1つの電源から導電布テープ製回路を通して通電のオンオフを切り替えることで動作を生成している．通電のオンオフをPWM制御を用いて制御することでアクチュエータ部の屈曲量・動作速度を制御可能であることを確認した．性能評価においては，本ロボットハンドの可搬重量を測定し，最大で200gの物体を保持可能であることを確認した．これはロボットハンド本体の重量に対して10倍の重量であり，大きな可搬重量を達成できている．把持実験を通して，5種類の把持形態も実現可能であることも確認している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初年度の目標は柔軟アクチュエータの開発まであったが，ロボットハンドの構築まで実施することができたため
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| Strategy for Future Research Activity |
開発したロボットハンドは本体重量比10倍の可搬重量を実現できているが，絶対値としては，より大きな可搬重量が望まれる．高可搬重量の実現はソフトロボットハンドに総じて言える重要な課題であり，次年度以降はその解決のための研究開発を進めていく．
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
