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非対称導電パターンを用いた薄板状弾性体の変形形状計測

研究課題

研究課題/領域番号 18K13734
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
研究機関立命館大学

研究代表者

松野 孝博  立命館大学, 理工学部, 助教 (40815891)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワードソフトロボティクス / ソフトセンシング / 導電パターン / 導電布 / 柔軟電極 / 近接・接触センシング / 曲げセンシング / 薄板状弾性体 / 板ばね / 座屈 / ひずみゲージ / 薄板弾性体 / 非対称形状導電パターン / 変形形状計測
研究成果の概要

ソフトロボットとは柔軟物や弾性体で構成されたロボットを指し、安全性やロバスト性の向上、剛体の機構では不可能な動作・機能などが実現されている。これらの効果を損なわずにソフトロボットにセンシング機能を追加する場合、柔軟なセンサ“ソフトセンサ”が必要とされる。本研究では、ソフトセンサにおける柔軟電極の構造や形状、ロボット本体の動作による計測値への影響を補正する手法について着目した。研究の結果、ソフトロボットの変形形状計測において、非対称導電パターンの抵抗値変化から全体の変形形状を推定する方法を確立した。また、柔軟電極による近接センシングにおいて、静電容量の基準値の自動補償アルゴリズムを構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来より様々なソフトセンサが提案されてきた一方で、ソフトロボット本体の変形の影響やそれを補正するための信号処理、センサの構造や形状に関する議論は十分に行われていない。本研究ではこれらの一部を明らかにしたことで、ソフトロボットにおける現実的なセンシング方法の確立に近づいた。ソフトセンシング技術を確立することで、ソフトロボットの実用化が現実的になり、将来的には食品工場の自動化、介護・看護などにおける補助装置、安全な協働ロボットの実現などが期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Queen Mary University of London(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Queen Mary University of London(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Stiffness Control of Variable Stiffness Link Using a Conductive Fabric Based Proximity Sensor2021

    • 著者名/発表者名
      Mana Ishihara, Takahiro Matsuno, Kaspar Althoefer, Shinichi Hirai
    • 学会等名
      IEEE/SICE Int. Symp. on System Integration 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integration of a Conductive Fabric Based Proximity Sensor into Variable Stiffness Link with Two Axes and Two Links2021

    • 著者名/発表者名
      Mana Ishihara, Takahiro Matsuno, Kaspar Althoefer, Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2021 IEEE Int. Conf. on Soft Robotics
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deformed Shape Estimation of an Asymmetric Conductive Pattern Printed Plate without using Resistance Model2020

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Matsuno, Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2020 IEEE Int. Conf. on Real-time Computing and Robotics
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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
    • 学会等名
      2019 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Grasping Force Measurable Soft Finger Using Electro Conductive Material2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Matsuno, Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2019 IEEE/SICE Int. Symp. on System Integration
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimating Deformation of a Thin Flexible Plate Using a Minimum Number of Angular Measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Matsuno, Shinichi Hirai
    • 学会等名
      The First IEEE-RAS Int. Conf. on Soft Robotics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] スマートテキスタイルの開発と応用2019

    • 著者名/発表者名
      堀 照夫,牛島洋史,才脇直樹,清水祐輔,上條正義,赤石良一,三寺秀幸,井上 翼,間瀬健二,榎堀 優,島上祐樹,田中利幸,水野寛隆,鈴木陽久,髙橋秀也,山崎 貢,藤岡 潤,森山信宏,平井慎一,ホアンヴァン,松野孝博(他15名)
    • 総ページ数
      267
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781314242
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 演算装置、センサシステム、及び、コンピュータプログラム2020

    • 発明者名
      平井慎一, 松野孝博
    • 権利者名
      立命館大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-078654
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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