2021 Fiscal Year Annual Research Report
Gel Robotics with Machine Learning - Development of Autonomous 3D Printing and Scanning System
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17H01224
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
古川 英光 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (50282827)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 機械学習 / ゲル / 3Dプリンタ / 3Dスキャナ / 高分子構造・物性 / 機械材料・材料力学 / 4Dプリンティング / ソフトロボティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は平成25-27年度の基盤研究（B）「高強度・形状記憶ソフト＆ウェット材料の超高精度自由造形法の確立」において、３Dゲルプリンティング技術の確立とその応用可能性を示すことに成功し、その成果は３Dゲルプリンターの実用化や大学発ベンチャーの設立に至っている。本研究は、デジタル制御で高機能性３Dゲル材料の合成と構造物性解析の両方ができるシステムを試作し、機械学習によって造形する材料の成分や反応条件の最適化や新規機能性材料を自律的に探索するゲル材料研究ロボットの開発を目的とする。従来のコンビナトリアル・ケミストリーのアプローチを刷新し、デジタル活用でゲル研究の超加速化の可能性を探り、最終的には深層学習と材料研究の広範な融合を目指す。３Dプリンター分野での日本の遅れを挽回し一気に先頭に踊り出ることを目指す。2021年度は下記を実施した。
(9) 【望む形・色・柔らかさ・滑らかさを探索する3Dゲルプリンターシステム「ゲルロボ2号」の構築】 これまでの研究成果として、3Dゲルを造形し、ゲルの透明／白色の制御、硬さ／柔らかさの制御、寸法精度や滑らかさの制御と、それらを評価し、次の造形に活かすことができる統合システムの要素技術の確立に成功した。これにより3Dプリンティングやデジタル設計を前提とするソフトマテリアルーゲルー研究の新手法が確立した。
さらにこのシステムの有効性を確かめるために4Dプリンティングやソフトロボティクスに関する基礎研究に着手した。4Dプリンティングとは、3Dプリンターで造形したものが造形後に時間変化する現象に注目する研究分野である。本基盤研究の最終年度として、3Dゲルプリンターシステム「ゲルロボ2号」は4Dプリンティングやソフトロボティクスの研究が可能であることを検証した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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