| Project/Area Number |
22KJ0191
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| Project/Area Number (Other) |
21J21802 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高橋 知也 東北大学, 情報科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | ソフトロボティクス / バイオミメティクス / 流体駆動型機構 |
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| Outline of Research at the Start |
崩れやすい狭隘空間を探索する必要のある災害現場における探索ロボットとして，柔らかいシート素材で構成される先端伸展型ソフトロボットを開発している．このような長い紐状のソフトロボットにおいては外部の物体を傷つけないという柔らかさの利点と好きな形状に変形し，形を維持したいという剛性の両立が求められる，提案機構は従来の空気ではなく，液体を用いて駆動し自重による地面との摩擦を利用してこの問題を解決した．今年度は伸展する方向を選択するための方式を改良し，内部の機構によって自由に伸展方向を制御する手法を開発する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は3次元空間伸展先端伸展型ソフトロボットの駆動方法を変更することで従来の課題を解決し、三次元空間内での動作を可能とする手法を新たに創案した．まず，今年度発表した，内部に硬い多関節リンク骨格を内包したEversion robotは，この研究での課題であった三次元空間での動作を剛性を高めることで実現した．この手法では，内部の骨格の剛性と，外側の空圧駆動の膜構造の柔軟性を両立するための設計の問題を検討している．また前年度末に滞在したStanford UniversityのAllison. M. Okamura教授での研究室での研究成果と，この研究室で得た三次元空間で重力に抗って形状を保持するアイデアについて，プロトタイプによってその原理と有効性を確かめた．なお未発表の内容を含むため詳細は割愛する．この2つの研究により，地面との接触が可能な二次元平面上では摩擦を用い，三次元空間では内部の剛性体を組み合わせることで様々な条件での動作を可能とした．
全期間を通して，この研究課題ではヒモムシの吻構造から着想を得て，長尺柔軟ロボットにおいて，柔らかさを維持したまま形状を保持するために，外力と内力の両方を活用する手法を提案した．内視鏡などの柔軟な長尺構造体は複雑な制御なく，環境に対して変形し，狭隘な空間での移動・探索作業を行うことができるが，一方で外部からの力により，予期しない変形が発生する可能性がある．本研究課題で提案したのは外力を一方で外力は環境に依存してしまうため，これに内的な剛性要素を組み合わせることで，様々な環境やロボットの長さにおいても形状を安定して保持することができ，探索可能範囲の拡大につなげることができる．
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