• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

空気圧駆動ソフトアクチュエータの設計基本原理の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17K14633
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関立命館大学

研究代表者

王 忠奎  立命館大学, 理工学部, 助教 (50609873)

研究協力者 鳥越 祐輝  
栗山 佳之  
鐘江 崚  
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードソフトロボティクス / 空気圧駆動アクチュエータ / ソフトグリッパ / 食品把持 / 弁当製造自動化 / ソフトアクチュエータ / ソフトグリッパー / 知能ロボティクス
研究成果の概要

(1)空気圧駆動ソフトアクチュエータの簡略モデルを提案した.最適化方法を用いて,アクチュエータのパラメータを推定した.実験検証も行った.
(2)AbaqusとIsightを用いて,ソフトアクチュエータの有限要素モデルを構築し,逆有限要素最適化プラットフォームを提案した.さらに,ソフトアクチュエータの設計パラメータ最適化を行った.提案した方法の有用性は実験で検証した.
(3)上記の方法論に基づいて,食品把持用の数種類のソフトロボットグリッパ(プレストレスグリッパ,吸盤を有するグリッパ,包みグリッパ,シェルグリッパ)を提案,試作,実験検証を行った.現在,ソフトグリッパの実用化に向けて研究を行っている.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ソフトロボティクスは新しい分野として注目されている.しかし,ソフトロボットのモデリング,設計原理,制御方法などの基礎理論は不十分である.本研究で提案した設計最適化の方法はソフトロボット設計原理の確立に向けての第一歩と考えられる.この方法をさらに発展して,対象物に対するふさわしいロボット設計を実現すると期待できる.
一方,日本では人手不足の問題が深刻化している.食品産業や農林水産業では自動化のニーズが強く求められている.これらの産業に自動化を導入する際に最も困難なのは形状・特性が多種多様な対象物のハンドリングである.本研究で開発したソフトグリッパは食品把持を目的とし,食産業の自動化に貢献できる.

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 15件、 招待講演 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Adaptive Update of Reference Capacitances in Conductive Fabric Based Robotic Skin2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Matsuno, Zhongkui Wang, Kaspar Althoefer, Shinichi Hirai
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 4 号: 2 ページ: 2212-2219

    • DOI

      10.1109/lra.2019.2901991

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] センサ技術から見たソフトロボティクス2019

    • 著者名/発表者名
      Hirai Shinichi、Wang Zhongkui、Anh-Van Ho、Matsuno Takahiro
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 37 号: 1 ページ: 22-25

    • DOI

      10.7210/jrsj.37.22

    • NAID

      130007579765

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vibration Analysis of Food Material for Non-contact Viscoelasticity Measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuno Takahiro、Hirai Shinichi、Wang Zhongkui
    • 雑誌名

      International Journal of Food Engineering

      巻: 4 ページ: 283-287

    • DOI

      10.18178/ijfe.4.4.283-287

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Towards Patient-Specific Medializing Calcaneal Osteotomy for Adult Flatfoot: A Finite Element Study2018

    • 著者名/発表者名
      Wang Z
    • 雑誌名

      Comput Methods Biomech Biomed Engin.

      巻: 15 号: 4 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1080/10255842.2018.1452202

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Grasping state estimation of printable soft gripper using electro-conductive yarn2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuno Takahiro、Wang Zhongkui、Hirai Shinichi
    • 雑誌名

      Robotics and Biomimetics

      巻: 4 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1186/s40638-017-0072-4

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of different soft grippers for lunch box packaging2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhongkui、Zhu Mingzhu、Kawamura Sadao、Hirai Shinichi
    • 雑誌名

      Robotics and Biomimetics

      巻: 4 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1186/s40638-017-0067-1

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Prestressed Soft Gripper: Design, Modeling, Fabrication, and Tests for Food Handling2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhongkui、Torigoe Yuuki、Hirai Shinichi
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 2 号: 4 ページ: 1909-1916

    • DOI

      10.1109/lra.2017.2714141

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wrin’Tac: Tactile Sensing System With Wrinkle's Morphological Change2017

    • 著者名/発表者名
      Ho Van Anh、Yamashita Hideyasu、Wang Zhongkui、Hirai Shinichi、Shibuya Koji
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Informatics

      巻: 13 号: 5 ページ: 2496-2506

    • DOI

      10.1109/tii.2017.2718660

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soft Gripper Dynamics Using a Line-Segment Model with an Optimization-Based Parameter Identification Method2017

    • 著者名/発表者名
      Zhongkui Wang and Shinichi Hirai
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 2(2) 号: 2 ページ: 624-634

    • DOI

      10.1109/lra.2017.2650149

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A Wrapping Gripper for Packaging Chopped and Granular Food Materials2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Kuriyama, Yuusuke Okino, Zhongkui Wang, and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2019 IEEE Int. Conf. on Soft Robotics (RoboSoft 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Novel Binding Hand with Closed Loop Thread Capable of Grasping Small-Diameter Objects2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Mimori, Zhongkui Wang, and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2019 IEEE Int. Conf. on Soft Robotics (RoboSoft 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gripping Force Modeling of a Binding Hand2019

    • 著者名/発表者名
      Ikumi Okada, Zhongkui Wang, and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2019 IEEE Int. Conf. on Soft Robotics (RoboSoft 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 食品ハンドリング用ソフトロボットグリッパ2019

    • 著者名/発表者名
      王 忠奎
    • 学会等名
      スマート・フレキシブル・オートメーション(SmFA)研究分科会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Geometry and Material Optimization of A Soft Pneumatic Gripper for Handling Deformable Object2018

    • 著者名/発表者名
      Zhongkui Wang and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2018 IEEE Int. Conf. on Robotics and Biomimetics (IEEE ROBIO 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Soft Fingertip with Tactile Sensation for Detecting Grasping Orientation of Thin Object2018

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Hisyam bin Rosle, Ryo Kojima, Zhongkui Wang and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2018 IEEE Int. Conf. on Robotics and Biomimetics (IEEE ROBIO 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Soft Gripper with Adjustable Stiffness and Variable Working Length for Handling Food Material2018

    • 著者名/発表者名
      Zhongkui Wang and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2018 IEEE Int. Conf. on Real-time Computing and Robotics (IEEE RCAR 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vibration analysis of food material for non-contact viscoelasticity measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Matsuno, Shinichi Hirai, and Zhongkui Wang
    • 学会等名
      2018 5th Int. Conf. on Chemical and Food Engineering (ICCFE 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chamber Dimension Optimization of a Bellow-Type Soft Actuator for Food Material Handling2018

    • 著者名/発表者名
      王忠奎 and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      The First IEEE-RAS International Conference on Soft Robotics (RoboSoft 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and Fabrication of a Soft-Bodied Gripper with Integrated Curvature Sensors2017

    • 著者名/発表者名
      Mingzhu Zhu, 王忠奎, Kawamura Sado, and Shichichi Hirai
    • 学会等名
      IEEE 24th International Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice (M2VIP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Soft Robotic Gripper for Packaging of Japanese Lunch Box2017

    • 著者名/発表者名
      王忠奎 and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      The 13th Joint Workshop on Machine Perception and Robotics (MPR 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Prestressed Soft Gripper: Design, Modeling, Fabrication, and Tests for Food Handling2017

    • 著者名/発表者名
      王忠奎, Yuuki Torigoe, and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2017 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication and Performance Comparison of Different Soft Pneumatic Actuators for Lunch Box Packaging2017

    • 著者名/発表者名
      王忠奎, Mingzhu Zhu, Sadao Kawamura, and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2017 IEEE Int. Conf. on Real-time Computing and Robotics (IEEE RCAR 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time Curvature Estimation of Printable Soft Gripper using Electro-conductive Yarn2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Matsuno, 王忠奎, and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2017 IEEE Int. Conf. on Real-time Computing and Robotics (IEEE RCAR 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Soft Gripper Dynamics Using a Line-Segment Model with Optimization-Based Parameter Identification Method2017

    • 著者名/発表者名
      王忠奎 and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2017 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Morphological Computation in Tactile Sensing: The Role of Wrinkle2017

    • 著者名/発表者名
      Van Ho, Hideyasu Yamashita, 王忠奎, Shinichi Hirai, Koji Shibuya
    • 学会等名
      2017 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation (ICRA 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] A 3D printable soft gripper

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=02tnVn5_CJQ

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 把持装置2018

    • 発明者名
      平井慎一,王忠奎,鐘江崚
    • 権利者名
      学校法人立命館
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 空気圧アクチュエータ及び空気圧アクチュエータを備えたグリッパ2017

    • 発明者名
      平井慎一,王忠奎
    • 権利者名
      「学校法人 立命館」
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi