2014 Fiscal Year Research-status Report
バイオミメティックな外筋・内骨格型服ロボットの開発
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26560313
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
安藤 健 早稲田大学, 理工学術院, 講師 (40535283)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 洋 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (50424817)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 知能機械 / ロボティクス / ソフトアクチュエータ / ウエアラブル / 確率共鳴 / リハビリテーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ハードウェア、ソフトウェアの両方で人の筋肉の構造/構成を模倣したバイオミメティックな服型の装着型ロボットを開発する。これまでに装着型ロボットは多く開発されているものの，重量は重く，装着感という点で違和感を与えるものであった．本課題では，フレキシブルかつ柔軟/軽量な装着型ロボット（服型ロボット）の開発を目的とする．技術的には，人の筋肉の構造(アクチュエータの並列分散構造)や制御（確率共鳴現象の利用）を課題として取り組む。これにより，「一般の人が手軽に使える装着型の服型ロボット」の開発が実現でき，あたかも“人のもう一つの筋肉”として振る舞い，誰でも気軽に装着でき，日常動作を柔軟に支援することをコンセプトと新しい概念のロボットを実現する．
本年度は特に、１）試作機の開発，および評価を実施する．具体的には，柔軟性，耐熱性，伝熱性，電気伝導性などの評価を実施する．２）試作機に制御器を実装し，動作させる．その結果から，発生可能な力，速度などの機械的な項目に関して評価を実施する．３）服の中にＳＭＡアクチュエータを搭載するための手法を考案する．４）ＳＭＡアクチュエータに関するモデル化を実施し，それらの駆動のシミュレーションを実施するためのコンピュータプログラムを開発する．開発したシミュレーションにより，確率共鳴を利用した制御系の検討を行う．５）確率共鳴を利用した制御系の検討のためのシミュレーションによる検討から，制御系の第一次設計（１自由度を持つ関節の制御用）を完成させる．６）確率共鳴による多数のアクチュエータの協調制御に関する，基礎的な検討用に基礎実験用の機器を製作する、という６項目について取り組みを実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
交付申請時のH26計画で予定していた以下の項目に関して、計画通り実施できたため。
ハードウエア開発
１）服の中にＳＭＡアクチュエータを搭載するための手法を考案，および設備を調査・購入する．必要に応じて専門家などへの相談や，購入した機器を委託して，目的に適う使用にするために設備への機能追加，改良を実施する．２）試作機（１自由度を持つ関節のアシスト用機器）の開発，および評価を実施する．具体的には，柔軟性，耐熱性，伝熱性，電気伝導性などの評価を実施する．３）試作機（１自由度を持つ関節のアシスト用機器）に制御器を実装し，動作させる．その結果から，発生可能な力，速度などの機械的な項目に関して評価を実施する．
ソフトウエア開発
４）ＳＭＡアクチュエータに関するモデル化を実施し，それらの駆動のシミュレーションを実施するためのコンピュータプログラムを開発する．開発したシミュレーションにより，確率共鳴を利用した制御系の検討を行う．５）確率共鳴を利用した制御系の検討のためのシミュレーションによる検討から，制御系の第一次設計（１自由度を持つ関節の制御用）を完成させる．６）確率共鳴による多数のアクチュエータの協調制御に関する，基礎的な検討用に基礎実験用の機器を製作する
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| Strategy for Future Research Activity |
交付申請時の計画通り、H27年度はH26年度の成果をもとにウエアラブルな装置を開発する。それを用いた歩行実験を行い、安全性評価、アシスト評価を実施する．
体制は継続して、早稲田大学藤江正克教授、小林洋准教授、企業と連携しながら、研究開発を推進する。
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| Causes of Carryover |
ハード開発の連携企業などが大学周辺の企業と実現することができ、出張費が約１０万円計画より少なくなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度はアシスト用ハードウエアの開発を進めるため、全体の多く（約１００万円）をハードウエア開発費に当てる。また、開発したハードウエアの評価および評価結果を含めた学会発表や論文発表を行う予定で有り、旅費約４０万円および論文投稿費約２５万円を計画している。
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