• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Realization of smart artificial muscles by braider technology and their applications to soft robots

Research Project

Project/Area Number 20K04240
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

Wakimoto Shuichi  岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (40452560)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsソフトアクチュエータ / 人工筋 / センサ / ソフトロボット / 人工筋肉 / 光ファイバ / 製紐プロセス / スマート人工筋 / 光ファイバセンサ / McKibben型人工筋 / 空気圧アクチュエータ
Outline of Research at the Start

本研究では空気圧駆動のソフトアクチュエータであるMcKibben型人工筋をベースとし,光ファイバをセンサとして有する収縮型・湾曲型の2種類のスマート人工筋を実現する。スマート人工筋は,製紐機(せいちゅうき)を用いることでアクチュエータとしての構成要素である繊維の一部を光ファイバに置き換えることで製作する。それぞれのスマート人工筋の特性を明らかにするとともにソフトロボットへ展開し,その有効性を示す。

Outline of Final Research Achievements

In this study, based on a McKibben artificial muscle, which is a pneumatic-driven soft actuator, two types of smart artificial muscles, one is a contraction type and the other is a bending type, have been developed. These smart artificial muscles can be fabricated by using a braider machine, and have optical fibers as the sensor element in the structure. We also experimentally demonstrated the potential of the smart artificial muscle as a driving element of soft robot mechanisms.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高剛性のアクチュエータとセンサの組み合わせに関しては,例えば,エンコーダを有するサーボモータにみられるように,その基本的な設計手法が確立されている。一方で,柔軟性の高いソフトアクチュエータに関しては,センサとの統合手法が未成熟である。本研究では,製紐機を用いたソフトアクチュエータへの効率的なセンサ統合手法を実現している。また,開発したスマート人工筋の応用性も示しており,本研究の成果はソフトロボットの発展へ寄与するものである。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] Displacement Sensing of an Active String Actuator Using a Step-Index Multimode Optical Fiber Sensor2022

    • Author(s)
      Weihang Tian, Shuichi Wakimoto, Takefumi Kanda, Daisuke Yamaguchi
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 22 Issue: 9 Pages: 3232-3232

    • DOI

      10.3390/s22093232

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Fabrication of Combination Structure of Flexible Polymer and Shape Memory Polymer by 3D Printing for Soft Actuator2023

    • Author(s)
      Kai Sawada,Shuichi Wakimoto,Daisuke Yamaguchi,Takefumi Kanda
    • Organizer
      The 9th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication Process of Optical Fiber Type Smart Artificial Muscle2023

    • Author(s)
      WeihangTian,Shuichi Wakimoto,Takefumi Kanda,Daisuke Yamaguchi
    • Organizer
      The 9th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 湾曲型人工筋に複合する光ファイバセンサの表面加工条件の検討2022

    • Author(s)
      田偉航,長岡和弥,脇元修一,山口大介,神田岳文
    • Organizer
      春季フルードパワーシステム講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Combination Process of a Pneumatic Artificial Muscle and a Fiber Optical Sensor System2022

    • Author(s)
      Yorifumi Yoshimoto,Shuichi Wakimoto,Weihang Tian,Keima Inoue,Daisuke Yamaguchi,Takefumi Kanda
    • Organizer
      The 9th International Electronic Conference on Sensors and Applications
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Displacement Sensing of an Active String Actuator by an Optical Fiber2021

    • Author(s)
      Weihang Tian, Shuichi Wakimoto,Kazuya Nagaoka,Yorifumi Yoshimoto,Takefumi Kanda,Daisuke Yamaguchi
    • Organizer
      8th International Electronic Conference on Sensors and Applications
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A soft robot arm with flexible sensors for master-slave operation2021

    • Author(s)
      Yoshie Yamamoto,Shuichi Wakimoto,Takefumi Kanda,Daisuke Yamaguchi
    • Organizer
      8th International Electronic Conference on Sensors and Applications
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 柔軟ひずみセンサ搭載による空気圧ソフトマニピュレータの湾曲・ねじれ制御の基礎検討2021

    • Author(s)
      山本好恵,脇元修一,神田岳文,山口大介,浮田貴宏
    • Organizer
      第22回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 光ファイバ型スマート人工筋肉を用いた湾曲メカニズムの検討2021

    • Author(s)
      吉本依史,田偉航,長岡和弥,脇元修一,神田岳文,山口大介
    • Organizer
      日本機械学会2021年度年次大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 平紐型集積人工筋肉を利用した腰痛予防装置の開発2021

    • Author(s)
      山崎結葵,脇元修一,神田岳文,山口大介
    • Organizer
      日本機械学会2021年度年次大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 湾曲型スマート人工筋肉用光ファイバセンサの特性改善2021

    • Author(s)
      長岡和弥,脇元修一,神田岳文,山口大介,松田大成
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] インダクタンス変位型変位センサを用いたスマート人工筋肉の制御2021

    • Author(s)
      田偉航,安藤克倫,脇元修一,神田岳文
    • Organizer
      第65回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Comparison of smart artificial muscles with different functional fibers2021

    • Author(s)
      Shuichi Wakimoto, Sota Kogawa, Hiroaki Matsuda, Kazuya Nagaoka, Takefumi Kanda
    • Organizer
      ACTUATOR 2021 International Conference and Exhibition on New Actuator Systems and Applications
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 紐製造技術を用いた空気圧人工筋肉への機能性繊維複合方法2020

    • Author(s)
      脇元修一,長岡和弥,作間祐仁,安藤克倫,松田大成,神田岳文
    • Organizer
      2020年秋季フルードパワーシステム講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 光ファイバセンサを搭載したMcKibben型人工筋の変位制御2020

    • Author(s)
      松田大成,脇元修一,神田岳文,小川草太,長岡和弥,吉本 依史
    • Organizer
      第21回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi