Flexible inspection mobile robot driven by ciliary actuators

• Project/Area Number: 24560285
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Intelligent mechanics/Mechanical systems
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: KIMURA Hitoshi 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (60376944)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2014: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2013: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2012: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
• Keywords: 柔軟繊毛アクチュエータ / 柔軟ロボット / 水力学的骨格 / 小型大流量弁 / 繊毛アクチュエータ / 柔軟アクチュエータ / 柔軟移動ロボット / 繊毛ロボット / ソフトメカニクス / 対地適応変形 / 繊毛移動ロボット / 可変出力機構

Outline of Final Research Achievements

This study uses flexible bags made of urethane rubber sheets for ciliary actuator mimicking creatures motion. For the purpose of reducing the number of valves, this study proposed a new z-shaped ciliary actuator with one fluid chamber. The actuator is capable of carrying 150 g load on a flat floor.
This study also proposed a new multi-layered mechanical valve using cam mechanism. The valve can control 2 pipelines per 1 layer with only 1 actuator. Prototype valve has 2 layers and it controls 4 pipelines at the same time.
Prototype ciliary robot with z-shaped actuators successfully climb a vertical 22 mm gap.

Research Products

• [Journal Article] Active Joint Mechanism Driven by Multiple Actuators Made of Flexible Bags: A Proposal of Dual Structural Actuator (2013)
  • Author(s): Hitoshi Kimura, Takuya Matsuzaki, Mokutaro Kataoka, Norio Inou
  • Journal Title: The Scientific World Journal Volume: 2013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Flexible Robotic Arm with Hydraulic Skeleton (2012)
  • Author(s): Hitoshi KIMURA, Mokutaro KATAOKA, Shotaro SUZUKI, Daisuke AKIMOTO, Norio INOU
  • Journal Title: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing Volume: Vol. 6, No. 7 Pages: 1107-1120
  • NAID: 130002099539
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 複数管路の同時制御を行う小型大流量機械式弁 (2014)
  • Author(s): 有田圭佑
  • Organizer: 第15回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会(SI2014)
  • Place of Presentation: 東京ビッグサイト
  • Year and Date: 2014-12-15 – 2014-12-17
• [Presentation] Development of flexible ciliary actuators and their application to mobile robots (2014)
  • Author(s): Mokutaro Kataoka
  • Organizer: The Sixth International Symposium on Aero Aqua Bio-mechanisms(ISABMEC 2014)
  • Place of Presentation: Hawaii Tokai International College
  • Year and Date: 2014-11-13 – 2014-11-16
• [Presentation] 水力学的骨格を利用した柔軟クローラの性能評価 (2014)
  • Author(s): 片岡 木太郎
  • Organizer: 第32回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 九州産業大学
  • Year and Date: 2014-09-04 – 2014-09-06
• [Presentation] 柔軟な繊毛アクチュエータを利用した狭隘地形移動ロボット (2014)
  • Author(s): 木村 仁
  • Organizer: 第32回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 九州産業大学
  • Year and Date: 2014-09-04 – 2014-09-06
• [Presentation] An Active Joint Driven by Multiple Actuators with Hydraulic Skeleton Mechanism Made of Flexible Bags (2013)
  • Author(s): Hitoshi KIMURA, Takuya MATSUZAKI, Mokutaro KATAOKA, Norio INOU
  • Organizer: The 3rd IFToMM International Symposium on Robotics and Mechatronics(ISRM 2013)
  • Place of Presentation: Singapore, Nanyang Technological University
• [Presentation] 多層構造の柔軟袋状アクチュエータによる能動関節機構 (2013)
  • Author(s): 木村仁, 松崎拓哉, 片岡木太郎, 伊能教夫
  • Organizer: 第31回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 首都大学東京南大沢キャンパス
• [Presentation] マルチアクチュエータ用方向制御弁 MACS-valveの開発 (2013)
  • Author(s): 東拓矢, 木村仁, 伊能教夫
  • Organizer: 第31回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 首都大学東京南大沢キャンパス
• [Presentation] 水力学的骨格を利用したアクチュエータ並列配置型能動関節機構 (2013)
  • Author(s): 木村仁, 松崎拓哉, 片岡木太郎, 伊能教夫
  • Organizer: ロボティクス・メカトロニクス講演会'13
  • Place of Presentation: 筑波国際会議場
• [Presentation] 水力学的骨格を利用した柔軟な移動機構の開発 (2012)
  • Author(s): 片岡木太郎，木村仁，伊能教夫
  • Organizer: 第30回 日本ロボット学会 学術講演会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンション センター
• [Presentation] 水力学的骨格としての袋状構造の作成方法 (2012)
  • Author(s): 東拓矢，木村仁，伊能教夫
  • Organizer: 第30回 日本ロボット学会 学術講演会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンション センター
• [Presentation] 水力学的骨格を利用した複数配置型アクチュエータ (2012)
  • Author(s): 松崎拓哉，木村仁，伊能教夫
  • Organizer: 第30回 日本ロボット学会 学術講演会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンション センター
• [Presentation] 水力学的骨格を利用した柔軟な移動機構 (2012)
  • Author(s): 片岡木太郎，木村仁，伊能教夫
  • Organizer: ロボティクス・メカトロニクス 講演会2012
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松
• [Presentation] 水力学的骨格を利用した柔軟繊毛ロボットの開発
  • Author(s): 東 拓矢，木村仁，伊能教夫
  • Organizer: 日本IFToMMシンポジウム（第18回）
  • Place of Presentation: 東京工業大学
• [Presentation] 水力学的骨格を利用したアクチュエータ並列配置機構
  • Author(s): 木村仁, 松崎拓哉，片岡木太郎，伊能教夫
  • Organizer: 平成24年秋季フルードパワーシステム講演会
  • Place of Presentation: 福岡工業大学
• [Presentation] Flexible Mobile Robot for Narrow Terrain with Ciliary Actuators
  • Author(s): Hitoshi Kimura, Takuya Higashi, Mokutaro Kataoka, Norio Inou
  • Organizer: The Second IFToMM ASIAN Conference on Mechanism and Machine Science 2012
  • Place of Presentation: 東京工業大学
• [Remarks] Inou Lab. Publications
  • URL: http://www2.mech.titech.ac.jp/~inouhp/publication.html
• [Remarks] Flexible mobile robot
  • URL: http://www.mech.titech.ac.jp/~inouhp/studymob_eng.html
• [Remarks] Inou lab. researches
  • URL: http://www.mech.titech.ac.jp/~inouhp/study_eng.html