Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
ソフトロボットが微生物などによって土に還ることができる特性，すなわち生分解性を持つことができれば，環境にやさしいロボットとなることが可能となる．本研究では，機械的な特性と電気的な特性が両立した生分解性材料と，それを適用したアクチュエータやセンサといった要素を開発することを目的とする．
本研究では、機械的な特性と電気的な特性が両立した生分解性材料と、それを適用したアクチュエータやセンサといった要素を開発することを目的としている。材料の電気的な特性の目標値としては、絶縁体の場合は1×10 Ω・m以上、導体の場合は1×10 Ω・m以下としている。機械的な特性の目標値については、ヤング率0.1-2 MPa程度で伸縮性が100%程度の伸び歪みとしている。当該年度では、前年度に試作し動作を確認した、電気的に駆動するソフトアクチュエータの詳細な測定とモデリングを行い、特性を明らかにするとともに設計指針を得ることができた。このアクチュエータは、植物油を内包したポリ乳酸フィルム製の袋の両面に、本研究で開発したゼラチン製の電極を付加したものである。この電極の応用について並行して検討を行った結果、生分解性材料であるシート状の天然ゴムの両面に付加することで、100%以上の伸縮率を示す伸びセンサを構成できることを見出した。このセンサはゼラチン電極間の静電容量値の変化から伸び変形を検出することができる。実験の結果、100回以上の伸び歪みに対して安定的で線形性を持った応答を示すことが分かった。また、測定結果は理論値との良い一致を示しており、任意形状のセンサの応答が予測できることが明らかになった。以上によって、生分解性を持つ柔らかいアクチュエータとセンサを、独自に開発した導電性の生分解性電極によって実現できることを実証することができた。上述の活動と並行して、国内外の研究者と共同研究も行い、成果は学術雑誌論文等として発表した。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2023 2022 2021 Other
All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results, Peer Reviewed: 8 results, Open Access: 6 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)
Advanced Intelligent Systems
Volume: - Issue: 9
10.1002/aisy.202200239
Volume: - Issue: 6 Pages: 2200409-2200409
10.1002/aisy.202200409
Frontiers in Robotics and AI
Volume: 10
10.3389/frobt.2023.1102854
Chemical Engineering Journal
Volume: 456 Pages: 141018-141018
10.1016/j.cej.2022.141018
Advanced Engineering Materials
Volume: 24 Issue: 10 Pages: 2200355-2200355
10.1002/adem.202200355
Advanced Functional Materials
Volume: 32 Issue: 20 Pages: 2107662-2107662
10.1002/adfm.202107662
Volume: 8
10.3389/frobt.2021.760485
IEEE Robotics and Automation Letters
Volume: 6 Issue: 4 Pages: 6274-6280
10.1109/lra.2021.3093276
