2021 Fiscal Year Annual Research Report
テンセグリティロボットを用いた生物の射出運動生成機構の理解
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19H02118
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
池本 有助 名城大学, 理工学部, 准教授 (10377822)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新竹 純 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (10821746)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ロボティクス / テンセグリティ / ソフトロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，硬い部材を柔らかい部材の張力によって形態を維持するテンセグリティの設計原理を活用したロボットを開発し，ダンゴムシなどの蛇腹状の多関節を有する生物の逃避行動にみられる瞬間的屈曲運動を実現する．そして，数値シミュレーションおよび実ロボットの具現化を行うことである．
今年度では，開発した射影幾何に基づくテンセグリティロボットシミュレータの数値計算を並列化し，計算コストの大幅な削減が可能となった．また，アクリル板を使用した２Dから３Dのテンセグリティオブジェクト開発方法を確立し，ハードウェア開発の大幅な時間短縮が可能となった．これらのハードウェア設計・製作手法は国内特許に出願した．
また，引き続き，テンセグリティ構造体の最適化アルゴリズムを双安定力学系に基づき考察した．その結果，数値シミュレーション結果と実機実験との比較を行うことが可能となり，より再現性の高い実験と結果検証が可能となった．この双安定力学特性を用いた構造設計を行い，エビの屈曲状態を維持するテンセグリティ構造体を製作するに至った．本結果は，国際会議でのポスター発表を行った．
また，ソフト材料とリジッド材料の成型の設計に関し，剛性の異なるソフト材料を混合させる技術基盤を確立した．特に，ソフト材料とリジッド材料の成型を自由自在かつ短時間で行う方法論を駆使し，様々な複合剛性を有するソフトロボットを開発した．本結果は，国際ジャーナルに掲載された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通りの，俊敏な形態変化を機構的に実現するテンセグリティ構造の設計・制作方法を確立し，それらの結果をジャーナルに投稿準備中である．また，使用するソフト材料の選定も進めた．また，並列計算技術によりさらなる促進的ハードウェア開発を見込めるようになったた．当初の目的に対し順調に進展していると考える．本年度後半の動物の瞬発的な運動の実現のための設計諭構築に向けて，現在研究を推進している．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究における諸項目は次のとおりである．【項目１】射影幾何に基づくテンセグリティロボットシミュレータの開発，【項目２】アンチ・フラジャイル特性に基づく構造最適化アルゴリズムの開発，【項目３】テンセグリティ構造体の製作基盤の構築，【項目４】ソフト材料を駆使した伸縮センサ・アクチュエータの開発・実装，【項目５】屈曲運動を実現するテンセグリティロボットの設計・開発，【項目６】力学エネルギの観点からの考察および生物との接点の探求．である．
今後の研究方針では，予定通り，【項目５-６】へ展開する．特に，より一般的な俊敏な形態変化を機構的に実現するロボット設計諭の提案に向けて，テンセグリティ構造を介した，運動発現機構の探求を推進する．
もし，ハードウェア的に実現されなくても，数理的な考察を進めているため，数理解析を含めて，設計諭の創出に貢献することを目標とする．
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Research Products
(9 results)
