2019 Fiscal Year Annual Research Report
Human-Powered Robotics - Basic technology and development for robotization of human-powered machines
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17K06254
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
菅原 雄介 東京工業大学, 工学院, 准教授 (60373031)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 央 日本大学, 工学部, 講師 (50547825)
岡本 淳 東京女子医科大学, 医学部, 特任准教授 (10409683)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 人力ロボティクス / ロボティクス / 人間機械協調 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，代表者らが発案したコンセプト「人力ロボティクス」の更なる展開に向けて，操作者の加える動力により駆動されながらもシステムの運動を制御する基礎技術を完成させるべく，回生式駆動系やパワーアシスト系の開発，またパーソナルモビリティや手術支援ロボットへの応用により実用システムにおける有用性を示し，もって多機能性と本質的安全性，健康増進／リハビリテーション機能，環境親和性を兼ね備える人力ロボットシステムの設計論を構築することを目的としている．
まず，代表者らが開発した回生サーボクラッチを利用した人力関節駆動機構を開発し，良好な制御性能を持つことを確認した．またこれに回生電力を用いたアシストモータと無段変速機を搭載した改良機を開発し評価したところ，制御性能とエネルギ効率には改善の余地があるが，駆動時の負荷を低減することができることを確認した．さらに，新たに回生サーボクラッチと定荷重ばねを用いた1クラッチ関節駆動機構を開発した．また実作業への応用を視野に入れ，この機構を2セット用いた2自由度パラレル式位置決め機構を開発し，これにより人力駆動による平面内での2自由度位置決めを実現した．
人力パーソナルモビリティ・ロハスモビリティの研究に関しては，モビリティの動力源となる搭乗者のペダル運動の状況，具体的には動力，漕力，速度を推定するペダルの改良を進めた．
手術支援ロボットへの応用可能性の検討については，HIFU治療の集束超音波トランスデューサの位置決めをモデルに選び，受動式位置決め機構の機構設計と試作を行った．また、膵臓がん等へHIFU治療を適用する際のロボットの可動範囲について要求仕様をまとめた。
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