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2014 Fiscal Year Research-status Report

昆虫を規範とした表面機能集積型ロボットの研究

Research Project

Project/Area Number 25420223
Research InstitutionKogakuin University

Principal Investigator

鈴木 健司  工学院大学, 工学部, 教授 (50251351)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsバイオミメティクス / 移動機構 / MEMS / 機能表面 / 表面張力
Outline of Annual Research Achievements

平成26年度は、昨年度開発した要素技術を利用して,ロボットの設計,製作を行った.
水面移動ロボットについては,表面に微細加工を施し撥水性を付与したワイヤ状の脚を様々な形状に加工し,水面上での支持力と流体抵抗の測定を行った.その結果,脚を細長い楕円形として,幅を5mmから10mmとすることで,支持力が高く,動的な外乱にも強く,流体抵抗も抑えられることが確認された.この脚を用いたロボットを製作し,自立移動行った結果,移動速度を向上することができた.
壁面歩行ロボットについては,液体の粘性を利用した付着パッドを開発し、従来の表面張力を利用したパッドに比べて,垂直方向,接線方向の付着力をと向上させることができた.
羽ばたき飛翔ロボットについては、トンボの翅に見られる棘状の微小突起をMEMS技術を用いて人工の翅に加工し,ロボットに搭載した.羽ばたき動作をさせて推進力を測定した結果,突起のない翅に比べて推進力が増加することが確認された.また,ステッピングモータにより翅をアクティブにひねることが可能な羽ばたき機構を開発し,翅のひねり動作(フェザリング)が飛翔に及ぼす効果を実験により検証した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成26年度は、前年度に開発した要素技術を利用してロボットの設計、製作を行い,ロボットを用いた表面機能の検証を行うことが目的であった.実際に,水面移動ロボット,壁面歩行ロボット,羽ばたき飛翔ロボットを設計,製作することができ,様々な機能を実験により検証することができたため,おおむね研究の目的を達成できたといえる.成果発表についてはまだ十分には行えてないので,次年度に成果をまとめ,論文投稿や国際会議での発表を行う.

Strategy for Future Research Activity

今後は,要素技術の改善を行い,ロボットの性能をさらに向上させていく.
水面移動ロボットについては,まず撥水脚に関するシミュレーションと実験の両面から,支持力,推進力,流体抵抗などを評価することにより,脚の最適化を進める.さらに,開発した脚を用いて,水面移動ロボットの製作を行い,駆動機構、センサ,制御回路などを一体化し,環境のセンシングなどに応用可能なロボットの製作を目指す.
壁面歩行ロボットは,付着面に液体の供給,回収,洗浄機能などを搭載し,高い付着力と離脱性を両立させ,付着力が長時間持続するような脚を製作する.また,壁面や天井面を自由に移動できるような運動機構を考案し,ロボットの性能評価を行う.
羽ばたき飛翔ロボットは,昆虫の翅の微細構造や剛性分布を再現した人工の翅を開発し,羽ばたき運動を生成する駆動機構と一体化する.風洞装置などを用いて翅に生じる流体力を測定し,翅の微細構造と流体力との関係を解明する.また,翅に飛行速度や流体力などをその場計測する小型センサを搭載することも検討する.

Remarks

報道、展示会
(1)「研究機関・工学院大学 機能表面研究センター(FMS)―表面の微細構造が新しい技術を生み出す―」, フジサンケイビジネスアイ, 2014年8月6日
(2)「たまがわ昆虫展」にロボットを出展, ワークショップにてロボットを紹介, 玉川高島屋S・C, 2014年7月26日~8月20日

  • Research Products

    (8 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (1 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] アメンボ型水面移動ロボット2015

    • Author(s)
      鈴木健司
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌

      Volume: 33-1 Pages: 25-29

    • Open Access
  • [Presentation] Study on insect-inspired wall climbing robot: Adhesion using viscous liquid2014

    • Author(s)
      Kenji Kobayashi, Kenji Suzuki, Hideaki Takanobu and Hirofumi Miura
    • Organizer
      The Sixth International Symposium on Aero Aqua Bio-mechanisms (ISABMEC 2014)
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2014-11-13 – 2014-11-16
  • [Presentation] Biologically inspired water strider robot with microstructured hydrophobic legs,2014

    • Author(s)
      Junichi Iwabe, Kenji Suzuki, Hideaki Takanobu and Hirofumi Miura
    • Organizer
      The Sixth International Symposium on Aero Aqua Bio-mechanisms (ISABMEC 2014)
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2014-11-13 – 2014-11-16
  • [Presentation] 生物に学ぶ微細構造と表面機能2014

    • Author(s)
      鈴木健司
    • Organizer
      日本機械学会2014年度年次大会
    • Place of Presentation
      東京電機大学,東京都
    • Year and Date
      2014-09-08 – 2014-09-08
    • Invited
  • [Presentation] トンボを規範としたはばたき飛翔ロボットの研究 ―翼形状が推進力に及ぼす影響―2014

    • Author(s)
      神保敬志, 鈴木健司, 髙信英明, 三浦宏文
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2014
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2014-06-28 – 2014-06-28
  • [Presentation] チョウを規範としたはばたき飛翔ロボット ―腹振り動作とリード・ラグ動作の評価―2014

    • Author(s)
      関口聡, 鈴木健司, 髙信英明, 三浦宏文
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2014
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2014-06-28 – 2014-06-28
  • [Remarks] 工学院大学 機能表面研究センター

    • URL

      http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~wwa1036/

  • [Remarks] 工学院大学 マイクロシステム研究室

    • URL

      http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~wwa1041/

URL: 

Published: 2016-05-27  

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