Development of stacked dielectric elastomer actuators with high degree of shape freedom

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K14942
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: Shintake Jun 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (10821746)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ソフトロボティクス / 誘電エラストマーアクチュエータ / 誘電エラストマー / アクチュエータ / モールディング / マイクロフルイディクス

Outline of Final Research Achievements

Stacked dielectric elastomer actuators are a promising technology for soft robotics, but their shape is limited to a certain range of geometries. Moreover, fabrication is laborious and often requires dedicated facilities. In this study, we proposed a novel method for fabricating stacked dielectric elastomer actuators with a very simple process, the molding method. The characteristics of the actuators fabricated based on the proposed method were clarified by experiments and analytical modeling, and the effectiveness of the method for soft robotics was validated through the development of a soft robot.

Free Research Field

ソフトロボティクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では，提案手法であるモールディング法に適した材料と，それらに基づいた製作条件を明らかにした．また，実験の結果，製作したアクチュエータが変位や力を出力できていることが分かり，提案手法の有効性を実証することができた．さらに，アクチュエータの解析モデルを作成し，その計算値が実験値に一致することも確認した．そして，これらの結果に基づいてソフトロボットを製作し，動作を確認することができた．本研究は，ソフトロボティクスにおける新しい製作方法を確立したところに学術的意義がある．本研究の成果がモバイルロボットやウェアラブルデバイスなどに応用されることで，ソフトロボットの社会的な普及に役立つと期待される．