Fluid-Structure-Interaction-Based Motion Control of a Jet-Levitated Continuum Robot

• Project/Area Number: 25K01200
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 安部 祐一 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (90778622)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山内 悠 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (40811013) ; 本告 遊太郎 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (20906911)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2026: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
• Keywords: 流体構造連成 / 流体噴射 / 索状体 / 高圧流体 / 噴射ドローン

Outline of Research at the Start

ホースのように細長くやわらかい柔軟索状ロボットは，狭く入り組んだ空間を変形しながら探査できる．特に流体噴射で駆動される柔軟ホースは，長尺なホース全体を浮上させて形状を素早く大きく変形でき，より多様な環境をより迅速に探査できる．しかし，柔軟連続体であるホースとその内部を流れる流体との相互作用は，ホースの挙動を振動的に不安定化させてしまう．一般的にはこの相互作用を打ち消すように制御を加えるが，本研究ではむしろこの相互作用を積極的に利用する独自の方法を取り，流体噴射で浮上する柔軟索状ロボットの運動制御技術基盤の確立を目指す．また，ロボットを開発して本技術基盤の有効性の実証を目指す．