蚕の営繭行動を模倣した自由曲面不織布形成システムに関する研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360135
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 河村 隆 信州大学, 繊維学部, 助教授 (70242675)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋本 稔 信州大学, 繊維学部, 教授 (60156297) ; 森川 英明 信州大学, 繊維学部, 助教授 (10230103) ; 小林 俊一 信州大学, 繊維学部, 助手 (10021156) ; 大越 豊 信州大学, 繊維学部, 助教授 (40185236)
• Keywords: 蚕ロボット / 営繭行動 / バイオミメティクス / 自由曲面生成 / 不織布形成

Research Abstract

1.営繭行動を模倣したロボットマニュピレータの軌道制御
観察によって得られた蚕の営繭行動を模倣するため,営繭行動を観察してそれを3つのステージに分けた.それらは足場作り,繭の外形作り,仕上げである.今年度は6自由度ロボットマニュピレータを用いて,第2ステージである「繭の外形作り」の模倣を行った.これは,蚕ならば絹糸に相当する構造構成用の糸を押し付けて構成した足場の上に繭の外形となる2段目以降の営繭を行うものである.
2.レムニスケート曲線による吐糸と工具補正
吐糸用の基本軌道としてレムニスケート曲線を採用して,ロボットアーム先端に取り付けた吐糸機構部を8の字曲線を描くように移動させることとした.これにより蚕の行う営繭行動を模倣した.また吐糸口部先端の工具径を考慮した軌道設計を行うことでより正確な吐糸軌道が実現でき,営繭の精度を高めることができた.
3.接触センサを用いた倣い制御
蚕はほとんど視力を持たず,体表面の触覚によって行動を決定している.昨年度開発した接触センサを用いて,接触状態を高速に判定して,地形情報が未知な環境での吐糸行動を可能にした.また,提案したアルゴリズムによって自立的に連続吐糸が可能となった.