Realization of a hyper-redundant manipulator with more than 100 actuators

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K19815
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: Ikemoto Shuhei 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (00588353)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: テンセグリティロボット / ソフトロボット / 冗長性

Outline of Final Research Achievements

This study proposed a design and control for a robot driven by as many actuators as possible. As the design method, specifically, we proposed a mechanical design that minimizes mechanical interference and friction even if the number of actuators is increased by using tensegrity. The validity was confirmed by developing a redundant manipulator driven by 40 pneumatic cylinders using this design. As the control method, we proposed a forward and inverse kinematics modeling method using an autoencoder type network. Applying this method to the developed redundant manipulator, we successfuly confirmed/demonstrated the validity of the design and control methods.

Free Research Field

ロボティクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生物の身体はロボットよりもやわらかく，多くの関節自由度を持ち，さらに多くの筋肉で動される．このロボットと生物の間にある「柔軟性の差」と「冗長性の差」のうち，「柔軟性の差」については，ロボット全体を柔軟にするなどの挑戦が行われ，新しい分野として「ソフトロボティクス」が生まれた．一方，「冗長性の差」については，関節やアクチュエータを可能な限り多くするなどの挑戦がなかった．本研究は，冗長性の追求という新しい挑戦に取り組んだ．ロボットが汎用的になるほど，そのロボットは多くの自由度を備えなければならない．本研究は，その備えとして方法論を整備するものであり，萌芽的研究としての異議がある．