2020 Fiscal Year Annual Research Report
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18H03764
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
川村 貞夫 立命館大学, 理工学部, 教授 (20186141)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田實 佳郎 関西大学, システム理工学部, 教授 (00282236)
堤 治 立命館大学, 生命科学部, 教授 (00313370)
植村 充典 立命館大学, 理工学部, 准教授 (00512443)
坂上 憲光 東海大学, 海洋学部, 教授 (20373102)
岡田 志麻 立命館大学, 理工学部, 准教授 (40551560)
河村 晃宏 九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (60706555)
和田 晃 立命館大学, 理工学部, 助教 (60802121)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | インフレータブル / 高分子材料 / センサ / アクチュエータ / ロボットアーム / 粘弾性解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
センサ開発や柔軟体解析法として以下の成果を得た．
IF（インフレータブル）構造を利用して，法線力と接線力を計測可能とする多軸の力計測システムを開発した．このシステムは法線力と接線力発生のためのアクチュエータもIF構造とした．次に，IF構造に利用可能な柔軟センサとして，応力を可視化できるセンサの性能向上を達成した．この成果は国際誌に報告している．また，ポリウレタン材料の光弾性効果を利用して変位および力のセンサを開発し，得られた成果を国際誌に発表した．柔軟体の解析法として，応力緩和を有する非線形粘弾性体の解析を可能とする方法を提案し，シミュレーションによりその有用性を確認した．さらに，高分子材料の粘弾性体を利用して，提案手法を検証した．
アクチュエータ開発とシステム実用化について以下の結果を得た．
プリーツ折りを利用したIF構造アクチュエータを開発し，シート積層のジャミングレイヤにより振動抑制機構を実現して振動抑制効果を実験的に確認した．このプリーツアクチュエータにより4自由度のIF構造ロボットアームを製作し，人の操縦によって，対象物把持，剛体対象物への衝突作業などを実現し，対象物やロボットアームに損傷などの問題が発生しないことを実験的に実証した．次に，インフレータブル構造を持つ加圧式の圧力センサの開発した．これによる下肢浮腫の定量評価手法を開発し，神戸大学医学部との共同研究によって臨床現場における実験を実施して，臨床への応用可能性を確認した．また，IF構造のベッドの一部を枕状に改良し，呼吸及び心弾動図の抽出，アクチュエータとして呼吸成分をバイオフィードバックする機構を開発した．共同研究の英国のレディング大学では，IF構造アクチュエータと弾性体の重力補償機構を開発して，極軽量な上肢用能動装具を開発した．脳卒中のリハビリに上肢の運動支援が可能となっている．
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Relationship between Photoelasticity of Polyurethane and Dielectric Anisotropy of Diisocyanate, and Application of High-Photoelasticity Polyurethane to Tactile Sensor for Robot Hands2021
Author(s)
Masahiko Mitsuzuka, Yuho Kinbara, Mizuki Fukuhara, Maki Nakahara, Takashi Nakano, Jun Takarada, Zhongkui Wang, Yoshiki Mori, Masakazu Kageoka, Tsutomu Tawa, Sadao Kawamura and Yoshiro Tajitsu
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Journal Title
Polymers
Volume: 13
Pages: 143-162
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Artificial Cutaneous Sensing of Object Slippage using Soft Robotics with Closed-Loop Feedback Process2021
Author(s)
Tomohito Sekine, Yi-Fei Wang, Jinseo Hong, Yasunori Takeda, Reo Miura, Yushi Watanabe, Mai Abe, Yoshiki Mori, Zhongkui Wang, Daisuke Kumaki, Fabrice Domingues Dos Santos, Atsushi Miyabo, Sadao Kawamura, and Shizuo Tokito
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Journal Title
Small Science
Volume: -
Pages: 2100002
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] ポリウレタンの光弾性を利用した柔軟な触覚センサの開発2020
Author(s)
M.Mitsuzuka,M.Fukuhara ,Z.Wang ,Y.Kinbara ,Y.Sugino ,T.Mori ,I.Nakagawa ,I.Kawahara ,H.Yanagimoto,S.Tanaka ,J.Takarada , Y.Tajitsu and S.Kawamura
Organizer
第30回日本MRS年次大会
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[Presentation] ポリ乳酸圧電センサを利用した柔軟な触覚センサの開発2020
Author(s)
M.Mitsuzuka,Y.Mori,M.Morita,Y.Wayaku,Y.Matoba,S.Shiomi,R.Nakanishi,K.Takatani,J.Takarada,M.Shimizu ,Y.Tajitsu and S.Kawamura
Organizer
第30回日本MRS年次大会
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