Research on origami patterns for the realization of origami 3D printers
| Project/Area Number |
21K03822
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18030:Design engineering-related
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
篠田 淳一 明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 研究推進員 (60266880)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ディアゴ ルイス・アリエル 明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 研究推進員 (20467020)
萩原 一郎 明治大学, 研究・知財戦略機構(駿河台), 研究推進員(客員研究員) (50282843)
楊 陽 明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 研究推進員 (90838260)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 切紙ハニカム / 折り紙ロボット / 折り紙設計システム / 木構造 / 折り紙展開図 / 積層型プリンター / 切り紙ハニカム |
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| Outline of Research at the Start |
従来の折紙ロボットの開発は人間の折る挙動を真似るもので、さながらセンサーや機構の高度化の競演の様相を呈し袋小路に入った感がある一方、代表者らは、折紙ロボットの実現が困難の要因は、折り紙の展開図の木構造はいずれも閉ループを有すためであることを示した。閉じた木構造から開の木構造の展開図に変換できれば比較的簡単な機構やセンサーを有す安価な折紙ロボットができる。本研究ではこのような考えから折紙ロボットを実現させ、積層型3Dでは困難な、心地よい下着や健康管理用ディバイスを常に肌に密着できる衣服開発などを実現し積層型3Dに対し、折紙設計を「折紙式3Dプリンター」と称されるレベルに引き上げることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
積層型3Dプリンターは、折紙設計が得意なプレスに対応するのは困難である。対象物を折り紙で再構築する折紙設計の産業化には、山線・谷線の展開図から、自動的に構造物を組み立てる折紙ロボットの実現が望まれる。これまでの折紙ロボットの研究・開発は人間の折る挙動を真似るもので、さながらセンサーや機構の高度化の競演の様相を呈し袋小路に入った感がある。一方、代表者らは、折り紙の展開図の木構造はいずれも閉ループであるが、木構造が開であれば、折紙ロボットが実現できると考えた。代表者らの折紙設計システムOri3D[1]を用いれば、任意構造の、開の木構造の展開図を含む様々な展開図が得られる可能性があること、また、開の木構造が容易に得られない場合は、画像処理で木構造の閉じた部分を見つけ、閉じた部分を切断して開とし、切断部を適切な箇所につなぎ開の木構造の展開図を得るシステムを開発した。米国大学院学生コンテストで、初めて糊付けできるということで3等賞を受賞した、折線が平行であることが折れる条件であったロボットを、斜めの線の折も可能にした改良ロボットで、開の木構造の展開図を有す折紙の構造再構築が可能であることを示した。更に、山線、谷線に加えて切れ線のある切紙構造にまで拡張し、本研究で開発したロボットで構造再構築が可能であることを示した。なお、切紙はメタマテリアル創成の宝庫とされており、文献[2]は、2023年4,5月度エルゼビア材料部門ダウンロード数トップであった。
参考文献
[1] 萩原一郎、マリア・サブチェンコ、Yu Bo、篠田淳一、三次元構造物の製造方法、三次元構造物の製造装置、及び、プログラム、、特許第6198107号.
[2] ディアゴ・ルイス, 篠田淳一, 山崎桂子、萩原一郎, 複雑構造に対する切り紙ハニカムの生成法に関する研究, 日本機械学会論文集, 2023 年 89 巻 917 号.
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Report
(3 results)
Research Products
(26 results)
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[Book] 人とシステム2022
Author(s)
萩原一郎,奈良知惠
Total Pages
2
Publisher
NTTデータエンジニアリングシステムズ
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