2013 Fiscal Year Research-status Report
プラスティック膜材料による極軽量多自由度マニピュレータの運動制御
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25630099
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
川村 貞夫 立命館大学, 理工学部, 教授 (20186141)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西岡 靖貴 滋賀県立大学, 工学部, 助教 (70609734)
下ノ村 和弘 立命館大学, 理工学部, 准教授 (80397679)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 極軽量 / 柔軟 / 可変粘性 / 空気圧駆動 / プラスティック / ビジュアルフィードバック |
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| Research Abstract |
研究の成果（具体的内容、意義、重要性等）
１. ロボットハードウエア実現：ポリエチレンとポリプロピレンを組み合わせて，3自由度ロボットアームを実現した．全重量は500ｇで，手先で1kgの対象物を持ちあげる能力を確認した．構造的に粘生が不足するために，関節部分に積層型の可変粘性要素をとりつけ，FPGAを利用した高速ビジュアルサーボシステムを構築して，人工的に粘性を実現した．
２. ダイナミクスと制御法：位置フィードバック制御として，キャリブレーションフリーの制御法を適用して，3自由度の手先精度２ｍｍを達成した．さらに，基本的な動的性質を明らかにするために，目標位置，目標圧力等を入力として，位置，圧力を出力とするダイナミクスの周波数応答を計測した．リンク構造の質量が極めて小さいことから，ロボット自身のダイナミクスの影響は小さいことが明らかとなった．
３. 国際共同研究：イギリスReading大学林博士と共同研究を開始している．イギリス側はMRI等の人間の脳活動計測環境下において，人間の腕を他動的に動かせて，脳活動の解明，脳卒中の後のリハビリの最適化などを目的に研究している．本ロボットが軽量で柔軟であることから，この目的のロボットアーム開発を依頼され，大学院生1名が26年度夏に訪問することになっている．また，ニュージーランドのオークランド大学は人間の生活支援に本ロボットを利用する計画で，国際共同研究の申請をニュージーランド政府に提出済である．オークランド大学に26年夏に別の大学院生１名が訪問する計画となっている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究の目的の達成度 当初の目的よりも進展した．
担当する院生の一人が平成26年度から博士後期課程に進学することもあり，研究成果が集中的に得られた．
高分子材料製造企業との情報交換等を通じて，ポリマー材料に対する知識が深まった．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の推進方策について
・ビジュアルフィードバックによる高精度位置決め（１mm以下）を実現する．このために，圧力制御の精度を高める技術開発を行う．
・軽量性を生かして，人間への装着型ロボットシステムを構築する．このための基本デザインを行う．
・飛行ロボット等に搭載まはた飛行ロボットによって移動可能ロボットアームシステムを構築する．
・食品ハンドリングロボットとしての利用条件を明確にして，模擬ハンドリング実験を行う．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
25年度に予定してたバルブ等の空気圧機器は，現有機器で充当できた．ただし，位置精度が２ｍｍ程度となった．
26年度に，停止精度を１ｍｍ以下とするために，必要となる空気圧機器を充当する予算にあてる．
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