| 研究課題/領域番号 |
19K20377
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分61050:知能ロボティクス関連
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
重宗 宏毅 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (40822466)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | ソフトロボット / Electronics free robot / スマートマテリアル / 折り紙技術 / ペーパーメカトロニクス / 自動立体構造形成 / ソフトアクチュエータ / ソフトマシン / 溶液印刷 / 浸透現象 / 紙材料 / アクチュエータ / インクジェット印刷 / 自律構造形成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
3Dプリンタやオープンソースハードウェアなど，機械要素・電子要素を簡便に作製する手法が台頭している．申請者は，簡便な構造形成手法として，インクジェット印刷によって紙が自律的に折れ曲がる構造形成法を提案した．本研究では，湿度応答性材料をインクに混合することで，湿度変化によって可逆的に駆動するアクチュエータを開発する．可逆的アクチュエータの開発は，1枚の紙に構造とアクチュエータを同時に印刷して，人の手を借りずに動く印刷紙ロボットの開発に繋がる．
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| 研究成果の概要 |
申請者は簡便な構造形成手法として、インクジェット印刷によって紙が自律的に折れ曲がる手法を提案した。本研究では、湿度応答性材料をインクに混合することで、湿度変化によって可逆的に駆動するアクチュエータを開発した。構造形成を促進するインクに高湿度応答性材料を混合することによって繊維間に湿度応答性材料をドープした。結果的に、自律構造形成した紙を変化する湿度環境下に置くことで可逆的に駆動することに成功した。さらに、湿度応答性材料を混ぜ複数の溶液を同時に印刷することで紙の自動折曲に順序を付けることに成功した。これまで難しかった袋折りやスライドロック機構などのより複雑な構造体の自動折曲が可能になった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
3Dプリンタやオープンソースハードウェアなど、機械要素・電子要素を簡便に作製する手法が台頭している。本研究では、湿度応答性材料をインクに混合することで、湿度変化によって可逆的に駆動するアクチュエータを開発した。可逆的アクチュエータの開発は、1枚の紙に構造とアクチュエータを同時に印刷して人の手を借りずに動く印刷紙ロボットの開発に繋がる。湿度応答性も塩の濃度やインク量によって調整できるため、印刷によってセンサ値や制御量をプログラムできる。従来エレクトロニクスが行ってきたものと同等またはそれ以上の情報処理を、湿度応答といった物理現象によって代替する点も情報工学の面から学術的創造性が高いと考える。
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