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印刷を利用して作成するセンシング・アクチュエーション・通信・給電を行うロボット

研究課題

研究課題/領域番号 17J09630
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 情報ネットワーク
研究機関東京大学

研究代表者

鳴海 紘也  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードソフト・ロボット / ディジタル・ファブリケーション / ヒューマン・インタフェース / 印刷できるロボット / ラピッドプロトタイピング / 回路の転写 / ソフトロボティクス / ペーパーエレクトロニクス / ディジタルファブリケーション
研究実績の概要

「印刷を利用して作成するセンシング・アクチュエーション・通信・給電を行うロボット」という研究課題を達成すべく,2017年度(第1年度)は,低沸点液体を少量封入した薄いパウチをCNC制御したはんだごてで融着することにより,熱駆動アクチュエータを印刷する手法を開発した.また,そのパウチを同じく印刷により実装できる薄い紙の回路に張り合わせ電熱線回路で加熱することによって,センサとアクチュエータを持つロボットを実現した.2018年度(第2年度)は印刷されたこの薄く軽く柔らかいアクチュエータをどのようにして応用するかを考察し,従来の硬いロボットとは異なり人間の周辺で動作するロボット・インタフェースを想定した2つのアート作品を実装した.1つは周囲の光や温度で自動的に窓を開閉する実験建築Papilionであり,もう1つは人間の体温により変形する洋服A LIVE UN LIVEである.

最終の第3年度である2019年度は,研究課題の完成のために残された通信・給電の要素を解決した.具体的には,パウチ内部の液体だけを非可視光のレーザプロジェクタにより選択的に温めることにより,電源を搭載しない複数のパウチのうち,所望のものだけに給電し,かつ駆動の司令を行うことができた.これにより研究課題は達成されたと考える.

ここまでの総決算として,第1年度・第2年度の成果および第3年度の成果はそれぞれ2つの国際論文誌に採択された.また,第2年度に並行して実施していた,印刷した回路を粘着素材に転写して基板を変更する技術に関しても国際論文誌に採択された.以上から,本研究課題は予想以上の成果をあげたと考えられる.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Carnegie Mellon University/Georgia Tech(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Liquid Pouch Motors: Printable Planar Actuators Driven by Liquid-to-gas Phase Change for Shape-changing Interfaces2020

    • 著者名/発表者名
      Narumi Koya、Sato Hiroki、Nakahara Kenichi、Seong Young ah、Morinaga Kunihiro、Kakehi Yasuaki、Niiyama Ryuma、Kawahara Yoshihiro
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: - 号: 3 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/lra.2020.2983681

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser Pouch Motors: Selective and Wireless Activation of Soft Actuators by Laser-powered Liquid-to-gas Phase Change2020

    • 著者名/発表者名
      Hiraki Takefumi、Nakahara Kenichi、Narumi Koya、Niiyama Ryuma、Kida Noriaki、Takamura Naoki、Okamoto Hiroshi、Kawahara Yoshihiro
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: - 号: 3 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/lra.2020.2982864

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Silver Tape2020

    • 著者名/発表者名
      Cheng Tingyu、Narumi Koya、Do Youngwook、Zhang Yang、Ta Tung D.、Sasatani Takuya、Markvicka Eric、Kawahara Yoshihiro、Yao Lining、Abowd Gregory D.、Oh HyunJoo
    • 雑誌名

      Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies

      巻: 4 号: 1 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1145/3381013

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ConductAR:導電性インク回路の試行錯誤的なデザインに向けたARツール2017

    • 著者名/発表者名
      鳴海 紘也,中原 健一,川原 圭博
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 58 ページ: 1628-1641

    • NAID

      170000148989

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 折りたたみ3D印刷の提案と形状に対する双安定性の評 価2020

    • 著者名/発表者名
      野間裕太、鳴海紘也、奥谷文徳、川原圭博
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 先細り物体を折りたたみ3Dプリントするためのインタ ラクティブな設計ツール2020

    • 著者名/発表者名
      野間裕太、鳴海紘也、奥谷文徳、川原圭博
    • 学会等名
      インタラクション2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Liquid Pouch Motors: 紙のインタフェースのための薄く軽く柔軟なアクチュエータ2018

    • 著者名/発表者名
      鳴海紘也,中原健一,佐藤宏樹,新山龍馬,川原圭博
    • 学会等名
      第26回インタラクティブシステムとソフトウェアに関するワークショップ (WISS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Electric Phase-change Actuator with Inkjet Printed Flexible Circuit for Printable and Integrated Robot Prototyping2017

    • 著者名/発表者名
      K. Nakahara, K. Narumi, R. Niiyama, and Y. Kawahara
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics & Automation (ICRA 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 印刷技術による薄く柔軟なモーターの開発に成功 ~ ソフトロボットへの応用に期待 ~

    • URL

      https://www.akg.t.u-tokyo.ac.jp/archives/1281

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 印刷技術による薄く柔軟なモーターの開発に成功 ~ ソフトロボットへの応用に期待 ~

    • URL

      https://www.jst.go.jp/pr/announce/20170525/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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