| Project/Area Number |
22K18776
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 20:Mechanical dynamics, robotics, and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Tadakuma Kenjiro 東北大学, タフ・サイバーフィジカルAI研究センター, 准教授 (30508833)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | ロボット機構 / メカニズム設計 / 循環メカニズム / 化学反応 / 柔剛切替え / 機構設計 |
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| Outline of Research at the Start |
研究方法として，設定した目的達成のため，複数素材の化学反応と機構の観点からの力場の変化の組合である「機・化複合型反応機構」を推進する．これは，従来では修復のみに留まっていた機能を，反応中に力学作用（内圧，もしくは電磁場を変化させて，出来上がる形状・構造に作用させる．）を与えることにより，形態の拡張的改変を行うことで，災害現場などでの変種変様なタスクの臨機応変な遂行を可能とするものである．この形状の劇的可変機能をさらに推し進め，これまで固定されていた対偶をも可変にする方法論をまとめ，可変対偶学の創出にも取り組む．
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| Outline of Final Research Achievements |
We have promoted the “mechano- chemical complex reaction mechanism,” which is a combination of chemical reaction and force field change from the viewpoint of mechanism. This mechanism enables the flexible performance of a variety of tasks by extensively modifying the morphology through the application of mechanical action during the reaction, a function that was previously limited to restoration only. We have further advanced this dramatically variable function of shape, and have organized a methodology to make the previously fixed counterpart variable as well. Specifically, we discovered the phenomenon of circumferential power transmission in the same plane in a paraffin wax-hardened, alienated rotating magnet with a rotor, and as a result, we were able to organize and develop the design theory of robot mechanisms from the viewpoint of reflective drive and variable pairing.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
この回転入力のON・OFFや回転数の調整を行うことで，多様に自己改変させるロボット機構の構成において，アクチュエータ数を少なくしながらも複数の状態と取り得るという，複態・多態化の機構設計論に結び付けることが可能となる．このような入出力因果現象を確認することができた．
さらに展開された学術知識として，反射型駆動の側面において，自己形状変化させる際のトリガを，メタ入力として考え図３に示すように，物理量としての入力（物理量変化）・出力（力・変位・動作・物理量変化・形状変化・特性変化）として，内外を含めて，入出力因果メカニズムという概念に展開している．
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