植物成長型アクチュエータの探究とそのレスキューおよび医療機器への展開

• 研究課題/領域番号: 20360113
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 塚越 秀行 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (50313333)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2010年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円); 2009年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2008年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: アクチュエータ / バイオミメティクス / レスキューロボット / 医療ロボット / 移動ロボット

研究概要

本研究では、植物の根が先端付近の分裂組織(成長点)を伸長させながら地中に到達する現象に着目し、先端から生えながら目標方向に方向操舵できるアクチュエータの駆動原理を構築した。そして、当該原理に基づいて試作したアクチュエータを利用して、配管の亀裂検査や災害現場の情報収集作業のための狭隘湾曲地形を移動する探査ロボットや、介護現場で臥床中の人体とベッドとの間に進入し、人体を柔軟に抱きかかえる人体把持用マットなどを開発し、「植物成長型アクチュエータ」の有用性と発展性を示すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Tip Growing Actuator with the Hose-Like Structure Aiming for Inspection on Narrow Terrain (2011)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Tsukagoshi, Nobuyuki Arai, Ichiro Kiryu, Ato Kitagawa
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology 巻: Vol.5, No.4 ページ: 516-522
• [雑誌論文] Fluid Powered Ropeway : Self-propelled Probe Sliding Along Flexible Tube (2011)
  • 著者名/発表者名: Yotaro Mori, Hideyuki Tsukagoshi, Ato Kitagawa
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: Vol.23, No.2 ページ: 215-224
• [雑誌論文] Tip Growing Actuator with the Hose-shaped Structure Aiming for Inspection on Narrow Terrain (2011)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Tsukagoshi, Nobuyuki Arai, Ichiro Kiryu, Ato Kitagawa
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology 巻: Vol.5,No.4 ページ: 516-522
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Higher Casting and Jump Motions Realized by Robots Using Magnetic Brake Cylinder (2011)
  • 著者名/発表者名: Eyri Watari, Hideyuki Tsukagoshi, Ato Kitagawa
  • 雑誌名: Transactions of the ASME, Journal of Mechanism and Robotics 巻: Vol.3,Issue 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] 柔軟偏平チューブに沿ってスライドする流体アクチュエータ(第1報:Λ-driveの提案とその動作解析) (2010)
  • 著者名/発表者名: 森庸太朗, 塚越秀行, 北川能
  • 雑誌名: 日本フルードパワーシステム学会誌 巻: Vol.41, No.5 ページ: 98-105
  • NAID: 10029930336
• [雑誌論文] 柔軟偏平チューブに沿ってスライドする流体アクチュエータ-第一報,Λ-driveの提案とその動作解析- (2010)
  • 著者名/発表者名: 森庸太朗, 塚越秀行, 北川能
  • 雑誌名: 日本フルードパワーシステム学会誌 巻: Vol.40No.5 ページ: 98-105
  • 査読あり
• [雑誌論文] ロボットの投擲・跳躍能力を高める磁性ブレーキシリンダ (2010)
  • 著者名/発表者名: Eyri Watari, 塚越秀行, 北川能
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: 28 ページ: 95-105
  • NAID: 10026090231
  • 査読あり
• [学会発表] Flexible Fluid Powered Actuators and Their Applications to Rescue Operation (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Tsukagoshi
  • 学会等名: Invited Lecture
  • 発表場所: University of Hawaii
  • 年月日: 2012-02-22
• [学会発表] Mobile Robot by a Drawing-out Type Actuator for Smooth Locomotion inside Narrow and Curving Pipes (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenichi HOSAKA, Hideyuki TSUKAGOSHI, Ato KITAGAWA
  • 学会等名: 8th JFPS International Symposium on Fluid Power OKINAWA 2011, 2D3-2(2011)
  • 発表場所: Okinawa
  • 年月日: 2011-10-27
• [学会発表] Flexible Fluid Sliding Actuator Referring to Wave Shifting Motion Shown in Octopus Arms (2011)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Tsukagoshi, Yotaro Mori, and Ato Kitagawa
  • 学会等名: IEEE International Conference on Applied Bionics and Biomechanics(ICABB) Bio Robotics I No.2(2010)
  • 発表場所: Venice
  • 年月日: 2011-10-16
• [学会発表] Current Problems and New Approach of Fluid Powered Actuators (2011)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Tsukagoshi
  • 学会等名: Special talk by Invited Professors
  • 発表場所: Carnegie Mellon University
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] 繰り出し式柔軟流体アクチュエータで構成された狭隘地形内の移動探査ロボット (2011)
  • 著者名/発表者名: 穂坂憲一,塚越秀行,北川能
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2011
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] 半倒壊家屋内の迅速な人命救助を目指した流体ロープウェイ(第3報,Λ-driveによるゴンドラの駆動法) (2011)
  • 著者名/発表者名: 塚越秀行、森庸太郎、北川能
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2011
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-05-26
• [学会発表] Smooth Creeping Actuator by Tip Growth Movement Aiming for Search and Rescue Operation (2011)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Tsukagoshi, Nobuyuki Arai, Ichiro Kiryu, and Ato Kitagawa
  • 学会等名: 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Shanghai
  • 年月日: 2011-05-11
• [学会発表] Smooth Creeping Actuator by Tip Growth Movement Aiming for Search and Rescue Operation (2011)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Tsukagoshi, Nobuyuki Arai, Ichiro Kiryu, Ato Kitagawa
  • 学会等名: 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: 上海
  • 年月日: 2011-05-10
• [学会発表] 狭隘湾曲管路内のスムーズな移動を目指した繰り出し推進移動体の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 穗坂憲一,塚越秀行,北川能
  • 学会等名: 平成22年秋季フルードパワーシステム講演会
  • 発表場所: 別府
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] 柔軟チューブによる繰り出し推進移動体の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 穗坂憲一,塚越秀行,北川能
  • 学会等名: 計測自動制御学会2010産業応用部門大会第11回流体計測制御シンポジウム講演論文集
  • 発表場所: 大岡山
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] Flexible Fluid Sliding Actuator Referring to Wave Shifting Motion Shown in Octopus Arms (2010)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Tsukagoshi, Yotaro Mori, Ato Kitagawa
  • 学会等名: IEEE International Conference on Applied Bionics and Biomechanies (ICABB)
  • 発表場所: ベニス
  • 年月日: 2010-10-14
• [学会発表] Tube Actuator with Drawing Out Drive Aimed for the Inspection in the Narrow and Curved Path (2010)
  • 著者名/発表者名: Akihisa Mikawa, Hideyuki Tsukagoshi, Ato Kitagawa
  • 学会等名: 2010 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
  • 発表場所: Montreal
  • 年月日: 2010-07-07
• [学会発表] トンネル構築式流体アクチュエータ (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林敬,塚越秀行,北川能
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2010
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2010-06-15
• [学会発表] 任意位置で湾曲可能な繰り出し式チューブアクチュエータの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三川晃尚,塚越秀行,北川能
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2010
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2010-06-15
• [学会発表] 任意位置で湾曲可能な繰り出し式チューブアクチュエータの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三川晃尚, 塚越秀行, 北川能
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'10
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2010-06-15
• [学会発表] Flexible Sliding Actuator Using A Flat Tube And Its Application To The Rescue Operation (2010)
  • 著者名/発表者名: Yotaro Mori, Hideyuki Tsukagoshi, Ato kitagawa
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: アンカレッジ
  • 年月日: 2010-05-07
• [学会発表] Flexible Sliding Actuator Using A Flat Tube And Its Application To The Rescue Operation (2010)
  • 著者名/発表者名: Yotaro Mori, Hideyuki Tsukagoshi, and Ato Kitagawa
  • 学会等名: 2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Anchorage
  • 年月日: 2010-05-06
• [学会発表] 狭隘地形の探査を目指した繰り出し型チューブアクチュエータの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三川晃尚,塚越秀行,北川能
  • 学会等名: 平成21年秋季フルードパワーシステム講演会講演論文集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] 狭隘地形の探査を目指した繰り出し型チューブアクチュエータの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三川晃尚, 塚越秀行, 北川能
  • 学会等名: 平成21年秋季フルードパワーシステム講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] 流体駆動アクチュエータを用いたロボット開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚越秀行
  • 学会等名: 日本ロボット学会 ロボット工学セミナー<第51回シンポジウム>ロボットの作り方2009
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-06-05
• [学会発表] トンネル構築式移動探査ロボット-第3報:探査機能の搭載- (2009)
  • 著者名/発表者名: 大沼宏陽,塚越秀行,三川晃尚,北川能
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会' 09
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-05-26
• [学会発表] トンネル構築式移動探査ロボット-第3報:探査機能の搭載- (2009)
  • 著者名/発表者名: 大沼宏陽, 塚越秀行, 三川晃尚, 北川能
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'09
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-05-25
• [学会発表] Gel-type Sticky Mobile Inspector to Traverse on the Rugged Wall and Ceiling (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Tsukagoshi, Hiroyuki Chiba, Ato Kitagawa
  • 学会等名: EEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-05-15
• [学会発表] Grow-Hose-I : a Hose Type Rescue Robot Passing Smoothly through Narrow Rubble Spaces (2008)
  • 著者名/発表者名: Ichiro KIRYU, Hideyuki TSUKAGOSHI, Ato KITAGAWA
  • 学会等名: Proceedings of the 7th JFPS International Symposium on Fluid Power
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] トンネル構築式移動探査ロボットにおける方向操舵手法の研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本田駿輔,塚越秀行,北川能,大沼宏陽
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会' 08
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 2008-06-06
• [学会発表] トンネル構築式移動ロボットの推進原理 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大沼宏陽,塚越秀行,北川能
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会' 08
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 2008-06-06
• [学会発表] がれきと摩擦なく推進・方向操舵可能なレスキュー探査ホース:Grow-hose-I (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉柳一郎,塚越秀行,北川能
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会' 08
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 2008-06-06
• [学会発表] トンネル構築式移動探査ロボットにおける方向操舵手法の研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本田駿輔, 塚越秀行, 北川能, 大沼宏陽
  • 学会等名: 日本機械学会ROBOMEC2008
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 2008-06-05
• [学会発表] トンネル構築式移動探査ロボットの推進原理 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大沼宏陽, 塚越秀行, 北川能
  • 学会等名: 日本機械学会ROBOMEC2008
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 2008-06-05
• [学会発表] がれきと摩擦なく推進・方向操舵可能なレスキュー探査ホース:Grow-hose-I (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉柳一郎, 塚越秀行, 北川能
  • 学会等名: 日本機械学会ROBOMEC2008
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 2008-06-05
• [学会発表] Growhose-I :植物根の成長プロセスを参考にした人命探査ホース (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉柳一郎,塚越秀行,北川能
  • 学会等名: フルードパワーシステムワークショップ講演論文集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-05-29
• [備考]
  • URL: http://www.cm.ctrl.titech.ac.jp/
• [産業財産権] 流体アクチュエータ (2012)
  • 発明者名: 塚越秀行、北川能、山本久美子
  • 権利者名: 東京工業大学
  • 取得年月日: 2012-02-17
• [産業財産権] アクチュエータ (2010)
  • 発明者名: 塚越秀行、コンヴェルソアントニオ、北川能
  • 権利者名: 東京工業大学
  • 産業財産権番号: 2010-230201
  • 出願年月日: 2010-10-13
• [産業財産権] 流体圧モータ (2010)
  • 発明者名: 北川能、塚越秀行、田圃圭祐
  • 権利者名: 東京工業大学
  • 取得年月日: 2010-07-30
• [産業財産権] 能動湾曲するチューブアクチュエータと能動探査装置 (2009)
  • 発明者名: 三川晃尚、塚越秀行、北川能
  • 権利者名: 東京工業大学
  • 産業財産権番号: 2009-267198
  • 出願年月日: 2009-11-25
• [産業財産権] リニアアクチュエータ
  • 発明者名: 塚越秀行、森庸太朗、平井雅大、北川能
  • 権利者名: 東京工業大学
  • 産業財産権番号: 2008-137508
• [産業財産権] 能動湾曲するチューブアクチュエータと能動探査装置
  • 発明者名: 塚越秀行、三川晃尚、北川能
  • 権利者名: 東京工業大学
  • 産業財産権番号: 2009-267198
• [産業財産権] アクチュエータ
  • 発明者名: 塚越秀行、コンヴェルソアントニオ、北川能
  • 権利者名: 東京工業大学
  • 産業財産権番号: 2008-137508