Study on micro-manipulation using adhesion force control

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K13656
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 関口 悠 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (00712423)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 凝着現象 / ヤモリ / 可逆接合 / 物体操作

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は物体を把持脱離するマイクロマニピュレータに凝着力制御を利用した手法を取り入れることである。物体のサイズが小さくなるほど重力よりも凝着力が支配的となるため脱離が難しくなり，マニピュレータが把持は出来るが脱離できない現象が起こりやすくなる。このような凝着力が無視できない状況においても確実にPick&Placeするためには，凝着力に打ち勝つ外力を加えるか凝着力を適切に制御する必要がある。テープを剥がす際，引っ張る方向によって引き剥がし力が異なる。ミクロに見ると界面には同じ凝着力が働いていても，外力の加え方によって剥がす力を変化することができる。ヤモリは足裏に微細毛構造を設けることで，接触面積を増やして体を支えるのに十分な凝着力を獲得するだけでなく，微細毛構造を利用した異方性可逆接着を実現している。構造を工夫することで，ヤモリが凝着力による着脱を実現するメカニズムは非常に優秀であり，マニピュレータへの応用が期待される。一方で，ヤモリは凝着力に打ち勝つのに十分な体重を持った生物であり，凝着力の多少の変化で着脱が実現できる。物体が小さくなるほど重力による脱離は難しくなり，凝着力が制御できたとしても物体の配置は難しい。これまでの研究で，構造の工夫によって凝着力を大きく変化させ，ある程度のサイズの物体をマニピュレートする技術は確立できたものの，凝着力を完全になくすことは出来ていない。そのため，より小さな物体のマニピュレートに必要なシステムの検討を中心に様々なマニピュレータ構造の検討を行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

物体操作は実現できているが，小型化へのステップに苦戦しており，他の方向性を含め技術応用の可能性を検討中のため。

Strategy for Future Research Activity

形状の工夫による着脱の実現だけでなく，他のメカニズムとの併用などにより確実性の向上を検討していく．