| Project/Area Number |
22KJ2881
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| Project/Area Number (Other) |
21J20587 (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 | Waseda University |
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Principal Investigator |
佐竹 祐紀 早稲田大学, 創造理工学研究科, 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 | 伸展型ロボット / ソフトロボット / インフレータブルロボット / 熱加工機構 / インフレータブル構造 / 熱溶着 / 軌道計画 |
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| Outline of Research at the Start |
伸展・屈曲機構を用い成長するロボットの設計・制御論の構築を目的として研究を行う．実現可能な形状自由度の大きさや空中での移動性能の高さ，物体との安全な接触が可能である点から移動ロボットとして期待できるだけでなく，熱溶着による形状維持性の高さから自律展開構造物としての運用も期待できる．また，新たに分岐を行って複数のチューブがインタラクションを行う機構の製作，およびその制御モデルの構築を行う．これにより成長するロボットの運用の幅が大きく広がることが期待される．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は伸展型ロボットにおいて複数のボディを用いた運用の1つの形態として、オンデマンドにボディが分岐するための機構を実現した。この機構では樹脂フィルムに熱溶断を施すことで分岐の起点となる穴を作成し、その穴を通じて新たなチューブを繰り出すことで分岐したボディの伸展を行う。伸展型ロボットが分岐形状を持つことにより、1台のロボットが広範囲を同時に探索できるほか、ボディを構造物として用いる際にも複雑な形状を作成することができるようになる。本年度は子分岐機構の最も核となる要素であるフィルムの熱溶断において、チューブの内圧とニクロム線の発熱量が極めて重要なパラメータであることを明らかにし、モデルの構築を行った。
また、これまで研究を行ってきた伸展動作機構、熱加工技術に関する知見を応用し、長尺インフレータブルチューブを用いた2本の伸縮腕によって3次元空間内を移動するという新たな移動手法の提案、およびそのロボットに関する設計論の構築を行った。
研究機関全体を通じた成果としては、伸展・屈曲機構を用いて成長するロボットに関する設計論や新たな運用手法の構築を行った。特に、オンデマンドな熱溶着による屈曲形状の作成というこれまでにない技術において、熱溶着が施された箇所の変形モデルの構築を行い、設計時、運用時におけるロボットの動作の予見を可能とした。また、この成果をロボットの制御に組み込むことにより、ロボットが目標地点に到達するために必要となる熱溶着のタイミングを求める独自の制御手法の構築に成功した。最終年度の成果であるオンデマンドな分岐形状の作成はこれまで世界中の他の研究機関では実現されていない技術であり、これを実現したことにより伸展型ロボットの運用手法の幅が大きく拡大するものと確信している。
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