| 研究課題/領域番号 |
19J14472
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 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
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
奥谷 文徳 東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
採択後辞退 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2020年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 折り紙 / 論理回路 / 3D印刷 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本提案では、折紙工学を用いて今までの材料では不可能な「動き」を可能とする。上述したように折紙の技術は工学の分野に応用されてきたが、折紙構造の静的な状態、つまり展開状態と折られた状態の2つの状態のそれぞれの活用に留まっている。折紙はそれらの状態以外に、折り畳まれつつある状態を持つ。この折り畳まれつつある状態こそ、弾性変形や局所的な幾何学的な制約を利用した折紙の真髄である。折り紙構造の動きを最大限に活用した円筒形状ロボットを実現し、「動き」を活用した折紙構造の実用化により、紙から折るだけで作れる構造により「必要なものを、必要なときに、必要なだけ」製造できる技術を実現する。
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| 研究実績の概要 |
円筒折の実用性を確認するために、円筒折の動きについて細かくシミュレーションと測定を行った。そして円筒折を直列接続することで様々な折れが生じることが実証出来た。そして折り線の角度やユニットの接続を変えることで、円筒の全長の変化に合わせて順番に目的の変形が生じるように設計し、さらにユニットの伸縮・ねじれ・内径の変化をグリップや接地脚の切り替えに利用することで、移動を実現する1つのアクチュエータで動くロボットを開発した。研究計画通り、様々な環境での移動と、様々なアクチュエータを用いた移動を実現した。
さらに、折り畳んだ状態で弾性エネルギーを貯め込める性質を用いることで、端から連鎖的に折りを伝播させる手法を開発した。
また、折り紙ロボットの形状を利用した制御可能な回路の構築と折りに合わせたロボットの動きによる制御を更新する制御手法については、折りに合わせて接触・非接触を切り替えることにより、ロボットの動きがそのまま制御の更新を行う挙動の制御を実現した。それによって、ICに頼らずとも周期的に折り線を駆動させることが可能となり、折り紙だけでの歩行や這行などの動作を実現した。
これらの結果により、アクチュエータと制御回路という2つの「重さ」「体積」の増加につながる原因を最小限に抑え、折り紙ロボットの軽さと薄さを存分に活かした折り紙ロボットを実現した。またそのロボットについても動作を確認した。
最後に、3Dプリンタの造形速度の問題の解決も実現した。折りたたんだ状態での造形により、
厚さに比例して時間のかかる3Dプリンタでの一括造形と折紙構造の相性の良さを確認した。折りたたんだ状態を生成する処理や、どのような処理が「折りたたみ」であるかの定義など、厳密ではない点が残りつつも、人が画面を見ながらインタラクティブに3Dプリンタでの折りたたみ印刷を可能とするインタフェースの開発を行った。
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| 現在までの達成度 (段落) |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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