Development of sensor-composite fishing-line artificial muscle actuator and its physics-based modeling

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21KK0253
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 高木 賢太郎 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60392007)
• Project Period (FY): 2022 – 2024
• Keywords: 高分子アクチュエータ / 高分子センサ / 人工筋肉 / ソフトロボティクス

Outline of Annual Research Achievements

近年注目を集めている釣糸人工筋アクチュエータにセンサ機能を付加し，サポート装具やソフトロボット等のアクチュエータとしての基盤技術を開発する．とくに，基課題において，釣糸人工筋アクチュエータと高分子センサを結合することが難しくネックであることがわかってきている．そのため，釣糸人工筋アクチュエータの作製段階から高分子センサを複合化することを目的とする．
釣糸人工筋アクチュエータの開発者の一人で高分子人工筋アクチュエータ材料開発の第一人者であるブリティッシュコロンビア大学Madden教授とともに共同研究を行い，高分子繊維から作られる釣糸人工筋と，イオン導電性高分子や誘電エラストマ材料から作られる高分子センサを，作製段階から複合化する方法を検討し，センサ複合化釣糸人工筋アクチュエータの開発を行う計画である．
2022年度当初は新型コロナウィルス感染症による渡航制限によって渡航計画の見通しが立てづらい状況であった．そのため，Madden教授とメールベースにて渡航に向けた手続きと渡航時期の調整を行った．2022年度後半から渡航制限が緩和されたため，2022年度終盤に交付申請を行い，2023年度の夏から渡航することとした．また，2022年度末には，国際会議（SPIE Smart Structures 2023）に対面で出席することができ，Madden教授と対面にて研究内容について情報交換と検討を行うことができた．検討の結果，高分子繊維アクチュエータの開発に加えて，数理モデル，サポート装具などの応用について共同研究を行うことを確認した．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2022年度当初は新型コロナウィルス感染症による渡航制限によって，渡航計画の見通しが立てづらい状況であった．2022年度後半から渡航制限が緩和されたため，2022年度終盤に交付申請を行い，2023年度の夏から渡航するように計画を立て直したため．

Strategy for Future Research Activity

2023年度夏から渡航し，渡航先での研究を開始する予定である．まず，高分子繊維から作られる釣糸人工筋と，イオン導電性高分子や誘電エラストマ材料から作られる高分子センサを，作製段階から複合化する方法を検討し，センサ複合化釣糸人工筋アクチュエータの開発を行う予定である．並行して，釣糸人工筋の物理特性，高分子センサの物理特性を明らかにするための，センサ・アクチュエータ特性評価や，サポート装具などの応用についても検討を行うものとする．