2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of self-sensing polymer artificial muscle and its control-oriented modeling based on physics
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17H03204
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
高木 賢太郎 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60392007)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
入澤 寿平 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (30737333)
井上 剛志 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70273258)
田原 健二 九州大学, 工学研究院, 教授 (80392033)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 高分子アクチュエータ / 高分子センサ / 機能材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の内容は，大きく分けて，釣糸人工筋アクチュエータのモデリング，イオン導電性高分子センサのモデリング，人工筋アクチュエータモジュールの開発の３つである．2021年度の研究成果を，研究内容別に分けて述べる．
まず釣糸人工筋アクチュエータとして，これまで研究してきた特徴づけ（Characterization）の結果と数理モデリングの知見を融合し，静的な数理モデルの基礎を完成させることができた．そして，特性計測をもとにTPFの静的なモデルを構築し，静的なシミュレーションが可能となった．ねじり型（TPF）のアクチュエーション張力が初期ねじり回数が増えると逆に減少する現象の物理的な説明と可能となった．成果は国際学術論文として投稿し掲載された．動的なシミュレーションは，今後の課題である．
続いて，イオン導電性高分子センサについて，厳密解が求められるはずである線形近似した電圧発生モデルについては式展開を進めており，予備的な結果が得られつつあり，成果を公表予定である．また，誘電エラストマーの基礎的な物理特性について計測方法を発展させ，非線形特性を計測する方法の検討を進めており，成果を公表予定である．
最後にモジュールの開発について，モジュール化に向けて3Dプリンタを用いて屈曲型モジュールの試作を行い，動作の検証結果を国内学会で発表した．また，釣糸人工筋アクチュエータと高分子センサを複合させる予備実験に成功した．ゴルジ器官に類するセンサの候補として誘電エラストマセンサを選び，特性計測を行った．その結果，SN比が悪いという問題点はあるものの，力センサとして利用することが可能であることがわかった．成果は国内学会にて公表した．
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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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