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形状記憶ポリマーの温度による剛性変化を利用したロボットアームの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06265
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
研究機関九州工業大学

研究代表者

高嶋 一登  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (30435656)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードソフトメカニクス / 形状記憶ポリマー / 機械要素 / ロボットアーム / 剛性制御 / 人工筋肉 / 力覚センサ / 触覚センサ / 知能機械
研究成果の概要

本研究では、温度によって剛性が大きく変化する形状記憶ポリマー(SMP)を用いて柔軟性と感度可変のロボットアームを開発した。まず、SMPを用いた姿勢維持機構、人工筋肉、力覚・触覚センサという機械要素の個別の精度向上・小型化を図った。さらにそれら機械要素を組み合わせたロボットアームを作製して評価した。試作品を用いた実験により、SMPを用いたロボットアームと個別の機械要素の有効性を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来、工場と介護・福祉の現場で使用するロボットには求められる仕様が異なり、異なったロボット開発が必要であったが、本研究課題により開発を進めたロボットアームは、産業用ロボットに必要な正確性・高剛性と介護・福祉ロボットに必要な柔軟性・多自由度を両立でき、両分野で応用可能である。一方、開発した各機械要素は個別に使用でき、介護・福祉・産業・医療などさまざまな分野で応用が期待できる。

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

    (27件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 形状記憶ポリマーを用いた触覚センサのロボットアームへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      長田 拡、高嶋 一登、向井 利春
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 55 号: 1 ページ: 25-34

    • DOI

      10.9746/sicetr.55.25

    • NAID

      130007582088

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーを用いた触覚センサの変形特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      三浦 智史、高嶋 一登、向井 利春
    • 学会等名
      日本機械学会第30回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーを用いた小型力覚センサの構造評価2019

    • 著者名/発表者名
      茂呂 和樹、高嶋 一登、向井 利春
    • 学会等名
      日本機械学会第30回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーシートを用いた空気圧ゴム人工筋の構造改良および評価2019

    • 著者名/発表者名
      大城 竣、高嶋 一登、則次 俊郎、向井 利春
    • 学会等名
      日本機械学会第30回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーシートを用いた空気圧ゴム人工筋の開発(ロボットハンドへの応用)2019

    • 著者名/発表者名
      大城 竣、高嶋 一登、則次 俊郎、向井 利春
    • 学会等名
      第20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(SI2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 電熱線を埋め込んだ分割形状記憶ポリマーシートの機械的特性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      岩本 大輝、高嶋 一登、則次 俊郎、向井 利春
    • 学会等名
      第20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(SI2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーを用いた小型力覚センサの性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      茂呂 和樹、高嶋 一登、向井 利春
    • 学会等名
      第20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(SI2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーを用いた触覚センサの構造改良および評価2019

    • 著者名/発表者名
      三浦 智史、高嶋 一登、向井 利春
    • 学会等名
      第20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(SI2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーの温度による剛性変化を利用したロボットアームの性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 美貴、高嶋 一登、向井 利春
    • 学会等名
      第20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(SI2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーと有機圧電フィルムのアクチュエータ・センサへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      高嶋 一登
    • 学会等名
      日本機械学会機素潤滑設計部門 第7回ヒューマン・マシン・インターフェイス設計研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーを利用した関節と皮膚の剛性可変なロボットアームの研究2018

    • 著者名/発表者名
      服部 成浩、高嶋 一登、久佛 良明、長田 拡、向井 利春
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018 (ROBOMECH2018)
    • 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力覚センサの小型化2018

    • 著者名/発表者名
      茂呂 和樹、高嶋 一登、向井 利春
    • 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] 形状記憶ポリマーを用いた触覚センサの応用と検証2018

    • 著者名/発表者名
      三浦 智史、高嶋 一登、向井 利春
    • 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] 形状記憶ポリマーを用いた関節機構の評価2018

    • 著者名/発表者名
      服部 成浩、高嶋 一登、向井 利春
    • 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] 形状記憶ポリマーシートを用いた空気圧ゴム人工筋の繰返し湾曲動作2018

    • 著者名/発表者名
      久佛 良明、高嶋 一登、則次 俊郎、向井 利春
    • 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] 形状記憶ポリマーシートを用いた空気圧ゴム人工筋の湾曲角度制御(誤差補正方法の検討)2018

    • 著者名/発表者名
      大城 竣、高嶋 一登、則次 俊郎、向井 利春
    • 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] Actuators and sensors utilizing stiffness change of shape-memory polymer according to temperature2018

    • 著者名/発表者名
      K. Takashima
    • 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] Evaluation of error and sensitivity for force sensor using shape-memory polymer2018

    • 著者名/発表者名
      K. Takashima, R. Onoda, T. Mukai
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーの温度による剛性変化を利用したロボット2018

    • 著者名/発表者名
      高嶋 一登
    • 学会等名
      第168回産学交流サロン「ひびきのサロン」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーを用いたアクチュエータ・センサ2018

    • 著者名/発表者名
      高嶋 一登
    • 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
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電熱線埋め込み型形状記憶ポリマーシートの繰返し引張試験2017

    • 著者名/発表者名
      久佛 良明、高嶋 一登、向井 利春
    • 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
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーを用いたロボットアームの制御2017

    • 著者名/発表者名
      服部 成浩、高嶋 一登、向井 利春
    • 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
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーを用いた空気圧ゴム人工筋の角度制御2017

    • 著者名/発表者名
      松本 翔平、高嶋 一登、則次 俊郎、向井 利春
    • 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
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーを用いた触覚センサのロボットアームへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      長田 拡、高嶋 一登、向井 利春
    • 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
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーを用いた力覚センサの誤差評価2017

    • 著者名/発表者名
      小野田 亮、高嶋 一登、向井 利春
    • 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] 「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4節 形状記憶ポリマーを用いたアクチュエータ・センサの設計」,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2020

    • 著者名/発表者名
      高嶋一登
    • 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
  • [備考] 九州工業大学大学院生命体工学研究科高嶋研究室ホームページ

    • URL

      http://www.life.kyutech.ac.jp/~ktakashima/research/research.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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