2020 Fiscal Year Final Research Report

Mechanics of Variable Afferent Network Morphology, with Design of Soft Sensing Devices

Research Project

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Project/Area Number	18H01406
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
Research Institution	Japan Advanced Institute of Science and Technology
Principal Investigator	HO Anh Van 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (60757508)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	渋谷恒司龍谷大学, 先端理工学部, 教授 (20287973) 高村禅北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (20290877) 平井慎一立命館大学, 理工学部, 教授 (90212167)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	ソフトロボット / 形態の計算 / しわの形態 / 触覚センサ / Beam Bundle Model / ロボットハンド / プロペラ / Vision-based sensor
Outline of Final Research Achievements	In this project, we succeeded in clarifying how dynamic change of the morphology may benefit the sensing abilities of a soft sensorized body, thanks to the idea of Variable Afferent Network morphology (VANmorph). By introducing novel designs of shape-changing sensing systems, such as wrinkled morphology, in companion with thorough analytical modeling and numerical simulation, we showcased that VANmorph can be efficiently implemented by integration of an actuating mechanism inside a sensorized soft body. In addition, we clarified that sensors designed based on VANmorph idea can possess different sensing abilities by changing their morphology, such as sensing of self-deformation and interaction. Our platform also indicated that morphological change of the sensor would lead to implementation of active sensing, where the sensor can select its suitable morphology for different sensing task. Finally, the ideology of VANmorph helped us propose other soft mechanisms in grasping, propellers.
Free Research Field	ソフトロボティクス
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究は、現在人気が集まっているソフトロボティクスの一つの科学的な課題のある形態の計算方法を取り組んで、ソフトロボットの能動的な変形により埋め込んだセンサの動的な変動に基づいた様々なセンシング機能を実現する提案であり、その研究分野に貢献した。また、本研究によって得られた結果はスマートなソフトロボットの取り組みへの貢献につながるとともに、今後人間に近いところでも自ら体の変形や周辺とのインタラクションなどの状態を十分検知できる安全性をロボットに与え、ロボットへの安心感を高めることができる。