2004 Fiscal Year Annual Research Report
スマート構造弾性体を用いた生物規範型流体内ロボットに関する研究
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16560224
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
小林 俊一 信州大学, 繊維学部, 助教授 (50225512)
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| Keywords | バイオミメティクス / バイオメカニクス / ロボティクス / 可変剛性 / スマート構造 / 水中推進 |
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| Research Abstract |
本研究では変化する動作目的・環境に対して最適な弾性を得るような,動的に構造物の見かけの曲げ剛性が変化できるスマート構造弾性体を作成し,(A)ゾウリムシ型ロボットや(B)魚型ロボットを開発することを目的とする。
(A)ゾウリムシ型ロボット
ゾウリムシの繊毛の動き(繊毛運動)を,ICPF(Ionic Conducting Polymer Gel Film)アクチュエータを用いた曲げ剛性が動的に変化するスマート構造弾性体によるフィンと,基部モータの駆動による揺動によって再現させた。このフィンとモータのユニットを多数用いたゾウリムシ型ロボットを製作,繊毛運動の協調運動を発生させ,水中における推進力を測定した。また,高粘性流体への適用方法について検討した。
(B)魚型ロボット
2枚の剛体フィンの間にバネを設け,バネの有効長さを変化させる事で見かけのばね定数が動的に変化できるフィンを作成,基部のモータ駆動によって水中でフィンが揺動運動する推進機構を作成した。同推進機構の推進力を測定し,揺動角度や運動周波数によって最大の推進力が得られる最適な有効バネ長さがあることを見いだした。また,フィン周りの流れの可視化,流れや推進力の数値計算を行うことにより,推進力の流体力学的な検討を行った。これより,バネ有効長さの動的な制御方法と,さらにそのフィンを用いた魚型ロボット設計のための基礎を得ることができた。
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