2020 Fiscal Year Research-status Report
ゲルとワイヤ駆動機構により超多関節構造を実現する軽量柔軟ロボットハンドの開発
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19K04297
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
山野 光裕 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (70323178)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ロボットハンド / ソフトロボティクス / 形状記憶ゲル / ワイヤ駆動 / 腱駆動 / 多指ハンド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究全体の計画は，形状記憶ゲルとワイヤ駆動機構を組み合わせ，軽量で多関節を持つロボットハンドおよびその制御方法を開発するものである．形状記憶ゲルは，温度により硬軟の切り替えができる性質を持つゲルであり，より詳しい説明は前年度の実施状況報告書に記載している．
本年度は，昨年度，開発に取り組んだ4本指ロボットハンドについて，基礎的な実験ができる段階までシステム等を整え，機能の有効性を評価する実験を行った．このロボットハンドの各指は，屈曲できる部分が8か所あり，それぞれ前後左右に屈曲できるため，3次元的な動きができる．棒状の形状記憶ゲル上の8か所にニクロム線を巻き，電流のON/OFFを個別に切り替えることにより，その8か所の中から軟化する場所を選択して，8関節の指として利用できるようにしている．さらに，棒状の形状記憶ゲルに硬い樹脂製のリングをはめ，糸製のワイヤでけん引して曲げる方式をとることで，8か所それぞれにモータを配置せず，根元部分に配置した共通のモータで駆動できるようにしている．4本指に計32本巻かれているニクロム線を効率的にON/OFFするためのシステムも備えており，より少ない数の半導体素子等で利用できるようにしている．
形状記憶ゲルを使った指を3次元的に屈曲可能であることを確かめる実験と4本指で陸上リレー走用のバトンを把持する実験を行った．前者の実験では，ある関節を左右の面内で屈曲させた後，別の関節を前後の面内で屈曲させることで3次元的な動作を確認した．後者の実験では，各指2か所を曲げ，指によって曲げる方向を変えることで，バトンを両側から包み込むように把持することができた．実験の過程で新たな課題も見つかったため，そのための改良にも着手した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該年度において，ロボットハンドの基礎実験まで研究を進展させることができたが，前年度の遅れをすべて取り戻すまでは至らず，また，新たな課題も見つかったことから，進行がやや遅れている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，新たな機構上の課題に対応するための改良に取り組むととともに，ロボットハンドの制御方法や動作計画にも注力し，より高度な動作を実現できるようにする．
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| Causes of Carryover |
研究成果を国際会議論文にまとめ，年度内に開催された国際会議で発表したが，新型コロナウィルスの影響によりオンラインの開催となったため，旅費の支出が全くなかった．物品費を当初予定より多く使用したが，研究の遅れを取り戻しきれていない部分もあり，昨年度からの繰越額と合計した額よりは少なかった．次年度も国際会議での発表を計画しており，残額をそのための費用に充てるほか，実験装置の拡充にも使用する予定である．
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