2020 Fiscal Year Annual Research Report
超高速運動の進化から探る外骨格ばねと筋肉のやわらかい統合機構
Publicly Offered Research
| Project Area | Science of Soft Robot: interdisciplinary integration of mechatronics, material science, and bio-computing |
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| Project/Area Number |
19H05330
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
加賀谷 勝史 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任研究員 (00580177)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 人工筋肉 / ばね駆動運動 / 拮抗駆動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シャコの外骨格ばね駆動の超高速運動を対象として筋肉と外骨格ばねの情報理論的因果関係を移動エントロピーによって定量することが当初の目的であったが、動物の入手が困難となりこれとは別の構成論的アプローチをとることにした。すなわち、シャコの機構を規範としてロボットをつくりそのパフォーマンスを評価するアプローチである。
シャコをはじめ節足動物の外骨格体制で、(1)筋肉羽状配置による並列化、(2)外骨格をばね、(3)肥厚硬化したラッチ、(4)柔軟な骨格変形を含むリンク機構、などの「統合」による機械効率と仕事率(パワー)の増幅がサイズあたりの効率という意味で人工物を凌駕するパフォーマンスを実現している。これらの物理シミュレーションとその実機構成によって仮説構成、その検証を行うアプローチへと方向転換した。
具体的には、これまでの他のグループの研究でシャコの運動を模した回転運動では回転中心が固定されたものが構成されていた。打撃を行うスマッシャーシャコでは回転中心が動くことが観察される。そこで我々は、人工筋肉とばね、偏心カムを利用した回転並進運動でより実物に近い運動を構成してそのパフォーマンスを評価した。人工筋肉の内径が大きく長さに対する径の比が小さい場合、収縮時の人工筋肉の膨張率が小さくなり応答性が改善されることが確認された。さらに、水との相互作用(抵抗、キャビテーション)を含む実環境での動作についての研究への展望が開けた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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