1998 Fiscal Year Annual Research Report
ICPFアクチュエータによる6自由度パラレルマイクロマニピュレータに関する研究
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08555059
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
服部 元史 神戸大学, 工学部, 助手 (00252792)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 義治 神戸大学, 工学部, 教務職員(教育職) (90174648)
大坪 義一 近畿大学, 理工学部, 助手 (90257973)
木村 哲也 大阪府立大学, 工学部, 助手 (70273802)
高森 年 神戸大学, 工学部, 教授 (10031098)
田所 諭 神戸大学, 工学部, 助教授 (40171730)
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| Keywords | 高分子ゲルアクチュエータ / ICPFアクチュエータ / パラレルメカニズム / ロボット / メカトロニクス / マイクロマニピュレーション / 冗長駆動 / 柔軟マニピュレーション |
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| Research Abstract |
新しい高分子膜アクチュエータであるICPFアクチュエー夕は、水中にて低電圧駆動で大変位が得られるという特性を活かして、水中微細ハンドリング、生体内手術等への応用が期待される。これらの応用に向けて、本研究ではパラレル構造によるマイクロメカニズムを開発・制御する。本年度は、前年度までに開発したパラレル機構を用い、マイクロマニピュレーションが可能であることを実証すること、操作性を改善してより実用に近いシステムにすること、を目的として研究を行った。
具体的には以下の結果を得た。
1.ICPFモデルの改良
運動モデルにイオン移動による現象のモデルを入れることにより、計算機内で予測されたICPFアクチュエータの運動と実験の運動をより一致させることができた。
2.学習制御による操作性の向上
強化学習を導入することによって、停止が困難だった問題点を解決し、マイクロマニピュレータとしての操作性を向上させた。
3.マイクロマニピュレーションの実証実験
マイクロマニピュレーションの実証実験を行い、研究成果の総合検証を行った。総合評価の結果は次の通りであった。
1.3自由度マニピュレータについて
変位は2mmと小さいものの、実用周波数域が13Hzであり、高速な運動指令に対してよく追従する。それに対して3sec以上の停止は困難であり、運動状態を主とするマイクロマニピュレーションに適している。
2.6自由度マニピュレータについて
変位は0.4mm、回転は2degと小さく、実用周波数域は3Hzであり、今後の材料サイドからの改良が望まれる。
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[Publications] Satoshi Tadokoro: "Development of distributed actuation device consisting of soft gel actuator elements" IEEE Intl.Conf.on Robotics and Automation. 2155-2160 (1998)
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[Publications] Satoshi Tadokoro: "On characteristics of EFD elements using ICPF actuators" Japan-USA Sympo.on Flexible Automation. 547-554 (1998)
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[Publications] Satoshi Tadokoro: "Development of a multi-degree-of freedom micro motion device consisting of soft gel actuators" Intl.Conf.on Advanced Mechatronics. 300-305 (1998)
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[Publications] Satoshi Tadokoro: "Soft micromanipulation devices with multiple d.o.f.consisting of high polymer gel actuators" IEEE Intl.Micro Electro Mechanical Systems Conf.37-42 (1999)
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[Publications] Satoshi Tadokoro: "Multi-degree-of-freedom micromotion device" SPIE Intl.Conf.on Smart Materials and Structures. (1999)
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[Publications] Satoshi Tadokoro: "Multi-DOF device for soft micromanipulation consisting of soft gel actuator elements" IEEE Intl.Conf.on Robotics and Automation. (1999)
