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マルチマテリアルを用いた高分子アクチュエータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06264
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関和歌山大学

研究代表者

菊地 邦友  和歌山大学, システム工学部, 助教 (20588058)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードソフトロボティクス / マルチマテリアル / ソフトアクチュエータ / 3Dプリンティング / 機能性材料 / ソフトセンサ / 無電解めっき / 機能材料 / 無電解めっき法 / 高分子アクチュエータ
研究成果の概要

素材の柔らかさを活かし、新しい機能を実現するソフトロボティクスは、従来技術の限界を超える可能性があり、学問的、社会的に期待されている。特に、主要な要素技術とされる機能性高分子からなるソフトアクチュエータは、次世代アクチュエータとして世界的に研究開発が行われている。
本研究課題では、異なる材料を組み合わせ、性能を向上させるマルチマテリアル技術を活用するため、微細加工技術、印刷技術、3Dプリンティング技術を応用した機能性高分子ソフトアクチュエータ作製のための要素技術の確立に取り組んだ。この結果、形状記憶ポリマーを一体化したイオン導電性高分子アクチュエータの実現可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題で実施したマルチマテリアル技術を活用する機能性高分子ソフトアクチュエータ作製のための要素技術の確立は、これまでに実現できなかった形状へ成形したり、新たな機能を付与する界面科学や材料工学という分野と、機械工学や電気電子工学、ロボット工学等との異分野融合型研究分野である。
このことは、従来技術の限界を超える可能性があるが、学問的、社会的に未踏の面も多く残されているソフトロボティクス分野において、異分野融合型研究として、これまで知られていない知見を得ることができる可能性を有しており、学術的意義がある。また、技術的にも新しい産業分野への貢献可能性を有しており、社会的意義があるものと認められる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 図書 (3件) 備考 (6件)

  • [学会発表] 微細加工技術を用いたイオン導電性高分子アクチュエータ作製プロセスの開発2019

    • 著者名/発表者名
      菊地邦友
    • 学会等名
      日本MRS研究会「ソフトアクチュエータ産業化研究会」シンポジウム 『ソフトアクチュエータ、ソフトセンサとプロセス技術』
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Improvement of Driving Characteristics of Ionic Polymer-Metal Composite Applying Voltages Controlled by Using a Single Board Computer2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Fukui, Kunitomo Kikuchi
    • 学会等名
      The SICE Annual Conference 2018 (SICE 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Fabrication Conditions on Driving Characteristics of a Novel Coiled Thermoplastic Polymer Actuator Driven by a Conductive Polymer Heater2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Ikoma, Kutnitomo Kikuchi, Ryuichi Fukui, Hidenori Okuzaki
    • 学会等名
      The SICE Annual Conference 2018 (SICE 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Finite Element Analysis on Driving Characteristics of a Thermoplastic Polymer Actuator2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuto Kakitsuka, Kunitomo Kikuchi, Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      The SICE Annual Conference 2018 (SICE 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a fabrication process incorporated with fused deposition molding 3D printing technique for Ionic polymer-metal composite2018

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Norioka, Syusake Uchida, Ryuto Kakitsuka, Kunitomo Kikuchi
    • 学会等名
      Japan-China Joint Workshop on Recent Advances on Active Soft Materials 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a stiffness-controllable ionic polymer-metal composite incorporated with a shape memory polymer2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tanaka, Ryuto Kakitsuka, Kunitomo Kikuchi
    • 学会等名
      Japan-China Joint Workshop on Recent Advances on Active Soft Materials 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a thermoplastic polymer actuator with PEDOT:PSS as a conductive polymer heater2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuto Kakitsuka, Kunitomo Kikuchi, Hidenori Okuzaki
    • 学会等名
      Japan-China Joint Workshop on Recent Advances on Active Soft Materials 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 導電性高分子ヒータにより駆動するコイル型熱可塑性高分子アクチュエータの駆動特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      生駒 啓人, 菊地 邦友, 奥崎秀典
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱溶解積層法を用いたイオン導電性高分子アクチュエータの作製時におけるマスク材料の影響2018

    • 著者名/発表者名
      内田 周作, 菊地 邦友
    • 学会等名
      第19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 (SI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチマテリアル技術を用いた絶縁処理が不要なイオン導電性高分子アクチュエータの提案2018

    • 著者名/発表者名
      福井 龍一, 則岡 泰典, 内田 周作, 菊地 邦友
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会 (RSJ2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーを用いた変形形状維持が可能なイオン導電性高分子アクチュエータの開発2018

    • 著者名/発表者名
      硴塚 龍望, 菊地 邦友, 田中 聡志, 福井 龍一
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会 (RSJ2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] PWM駆動させたイオン導電性高分子金属接合体の動作特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      福井 龍一, 菊地 邦友
    • 学会等名
      日本機械学会 2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 電極パターンを変化させたイオン導電性高分子セ ルフセンシングアクチュエータの動作特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      内田 周作, 菊地 邦友
    • 学会等名
      日本機械学会 2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 導電性高分子電極を用いた誘電エラストマーアクチュエータの開発2018

    • 著者名/発表者名
      福井龍一, 菊地邦友, 岡田明浩, 生駒啓人, 硴塚龍望, 奥崎秀典
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018 in Kitakyushu (ROBOMECH2018 in Kitakyushu)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 表面がパターニングされたイオン導電性高分子センサの出力特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      内田 周作, 菊地 邦友
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会2017年度学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] シングルボードコンピュータを用いた印加電圧制御によるイオン導電性高分子金属接合体の揺れ戻り軽減2018

    • 著者名/発表者名
      福井 龍一, 硴塚 龍望, 田中 聡志, 則岡 泰典, 松波 恭平, 菊地 邦友
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会2017年度学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 印加電圧波形の制御により揺れ戻り軽減させたイオン導電性高分子金属接合体の動作特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      福井 龍一, 菊地 邦友
    • 学会等名
      第18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 (SI2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 自己修復材料、自己組織化、形状記憶材料の開発と応用事例 (第6章 形状記憶を利用したマテリアルの開発とその特性 第6節 形状記憶ポリマーを用いたイオン導電性高分子アクチュエータの開発)2020

    • 著者名/発表者名
      菊地邦友
    • 総ページ数
      446
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047817
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] Soft Actuators - Materials, Modeling, Applications and Future Perspectives - (Chapter 7 Ionic Conductive Polymers)2019

    • 著者名/発表者名
      Kunitomo Kikuchi, Shigeki Tsuchitani, (Eds. Kinji Asaka, Hidenori Okuzaki)
    • 総ページ数
      740
    • 出版者
      Springer Singapore
    • ISBN
      9789811368509
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 電気化学・インピーダンス測定の データ解析手法と事例集 ~測定のテクニックを事例ごとにわかりやすく解説!~2018

    • 著者名/発表者名
      立間 徹, 堺 英樹, 小野田 雅重, 岩村 振一郎, 青木 幸一, 西原 洋知, 菊地 邦友 他 (60名)
    • 総ページ数
      522
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047305
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 和歌山大学研究者総覧: 菊地邦友

    • URL

      http://wakarid.center.wakayama-u.ac.jp/ProfileRefMain_2102.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 和歌山大学システム工学部生体医工学研究室

    • URL

      https://web.wakayama-u.ac.jp/sys/major/ee/bme/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究者総覧: 菊地 邦友

    • URL

      http://wakarid.center.wakayama-u.ac.jp/ProfileRefMain_2102.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://portal.sys.wakayama-u.ac.jp/major/em/melab/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 個人ホームページ

    • URL

      http://www.wakayama-u.ac.jp/~kikuchi/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.wakayama-u.ac.jp/~kikuchi/Lab/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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