2020 Fiscal Year Annual Research Report
蠕動運動による柔らかい駆動に適応した生物的創発性の高い分散型制御系の確立
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 |
19H05334
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
中村 太郎 中央大学, 理工学部, 教授 (50315644)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ソフトロボット / 蠕動運動 / 腸管神経 / 機械学習 / 高粘度流体 / 混合と搬送 / 人工筋肉 / 空気圧システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では環境からの外的刺激に対する適応性を考慮に入れた、蠕動運動型駆動システムに適した制御系設計の確立を目的とする。特に本申請では、大腸の柔らかい運動機能を規範とした「蠕動運動型ポンプ」を例にとり、高粘度・固液流体の連続的な混合・搬送プロセスの最適化に着目した生物的創発性の高い制御系を適用する。具体的には、本システムにセンサを搭載し各ユニット内の被搬送物の混合状態を判別することと、混合状態の判別に基づいた混合と搬送の各制御系を構築することの2点について検討している。
まず、混合状態の判別については、本装置の制御対象が圧縮空気であることから，空圧因子センサを利用したセンシングシステムを開発した．このシステムによるセンサの時系列情報から機械学習を用いた混合度の推定に成功した．
さらに、混合状態の判別に基づいた各制御系の構築については、上記センシングの判定機能に基づき、分節運動による混合制御と蠕動運動による搬送制御を自動的に切り替えるシステムを開発した。実験による検証の結果、本システムの有効性が示された。
本研究の成果は、特に機械学習により、センシングシステムにおける混合過程の特徴量を見出すことができたことから、「蠕動運動による搬送・混合プロセスの解明」の一端を明らかにすることができた。これらの成果は、蠕動運動の実用化へのプロセスとして重要な混合状態の汎化性や精度を高めるための重要な基盤になると考える。
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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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[Journal Article] Packaging of Mixed Materials in Peristaltic Mixer for Solid Propellant Production2021
Author(s)
Kota WAKAMATSU, Daiki HAGIWARA, Haruka ADACHI, Kyota ASHIGAKI, Akihiro IWASAKI, Yasuyuki YAMADA, Hiroto HABU, and Taro NAKAMURAKota WAKAMATSU, Daiki HAGIWARA, Haruka ADACHI, Kyota ASHIGAKI, Akihiro IWASAKI, Yasuyuki YAMADA, Hiroto HABU, and Taro NAKAMURA
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Journal Title
TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN
Volume: 19
Pages: 205-210
Peer Reviewed
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[Presentation] Mixing State Estimation of Peristaltic Continuous Mixing Conveyor with Distributed Sensing System Based on Soft Intestine Motion2020
Author(s)
K. Wakamatsu, K. Inoue, D. Hagiwara, H. Adachi, D. Matsui, S. Kurumaya, R. Nishihama, M. Okui, K. Nakajima, Y. Kuniyoshi, and T. Nakamura
Organizer
Proc. of The 2020 3rd IEEE International Conference on Soft Robotics
Int'l Joint Research
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