| 研究課題/領域番号 |
19KK0375
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
金 俊完 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (40401517)
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| 研究期間 (年度) |
2021 – 2023
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
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| キーワード | MEMS / Jamming / ECF / Micropump / ソフトロボット / ジャミング転移現象 / 電界共役流体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生体を模するソフトロボットの可変剛性メカニズムとして，ジャミング転移現象と電界共役流体 (Electro-Conjugate Fluid: ECF) ジェットの負圧を融合した新たな方法を提案する．すなわち，ジャミング転移に必要な内圧制御を内蔵されたECFマイクロポンプで行う．まず，可変剛性機能と能動的変形機能を両立できる1自由度モジュールを実現し，この有効性を確認する．このモジュールを直列に連結させたアクチュエータでハードとソフトが共存する多様なソフトロボットを開発する．
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| 研究成果の概要 |
生体を模するソフトロボットの可変剛性メカニズムとして，ジャミング転移現象と電界共役流体 (ECF) ジェットの負圧を融合した新たな方法を提案，開発している．ECFマイクロポンプを，マルチモジュールによる局所的な可変剛性機能と能動的変形機能を組み合わせたソフトロボットへ応用し，この有効性を示している．まず，可変剛性機能と能動的変形機能を両立できる1自由度モジュールを実現し，この有効性を立証している．このモジュールを直列に連結させたアクチュエータでハードとソフトが共存する多様なソフトロボットを開発している．また，可変的な拘束要素としてジャミング転移を用いたソフトアクチュエータを提案・開発している．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生体システムが持つやわらかさをより適切に説明するために，ハードとソフトの可変性および制御可能性も導入した新たな学術分野である可変剛性ソフトロボット学を創成している．また，MEMS加工技術とECFジェットを融合したマイクロ液圧源をソフトロボットに内蔵し外部への配管を排除することで，より生体システムに近い新たなソフトロボットを実現できる．手術用マイクロマニピュレータへの応用はライフ・イノベーションにも寄与できる．本研究は，これまでにない基礎的研究であるとともに実用化に向けての大きな研究計画であり，その実現は生体システムを模倣する多様な分野でのブレークスルーが期待される．
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