柔軟物の力学的機能の活用によるロボットモーション革命

• 研究課題/領域番号: 20760159
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 望山 洋 筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 准教授 (40303333)
• 研究協力者: 藤本 英雄 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (60024345) ; 山田 篤史 名古屋工業大学, 工学研究科, 特任助教 (40534334)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2009年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2008年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: ソフトメカニクス / 柔軟ロボット / 瞬発力発生機構 / 弾性論 / 飛び移り座屈 / 知能機械 / 機械力学・制御 / ロボット / カタパルト / 移動ロボット

研究概要

本研究では,生物に匹敵する機敏なロボットモーションの実現を目的として,弾性体の飛び移り座屈を利用した瞬発力発生機構に基づくロボットを開発した.開発したロボットは,繰り返し跳躍ロボット,小型2脚滑走ロボット,カメレオンの舌型高速捕獲ロボットマニピュレータ,軟弱地盤用跳躍移動ロボットの4種類である.これらの俊敏なロボットは,生物の筋肉に相当するロボット要素として,弾性体の飛び移り座屈を利用した4種類の瞬発力発生機構をそれぞれ有している.

研究成果

• [雑誌論文] 高剛性受動関節を有する閉ループ柔軟カタパルトと遊泳ロボットへの応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田篤史, 渡正充, 望山洋, 藤本英雄
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 27-10 ページ: 1144-1153
  • NAID: 10026089904
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Compact Kick-and-Bounce Mobile Robot powered by Unidirectional Impulse Force Generators (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuda, H. Mochiyama, H. Fujimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2009) ページ: 3416-3421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanistic Analysis of the Kick-and-Bounce Strategy for Mobile Robots with Repeated Impulse Forces (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuda, H. Mochiyama, H. Fujimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the 12th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines (CLAWAR2009) ページ: 317-324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanistic Analysis of the Kick-and-Bounce Strategy for Mobile Robots with Repeated Impulse Forces (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Tsuda, H.Mochiyama, H.Fujimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the 12th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines(CLAWAR 2009) ページ: 317-324
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Compact Kick-and-Bounce Mobile Robot powered by Unidirectional Impulse Force Generators (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Tsuda, H.Mochiyama, H.Fujimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS 2009) ページ: 3416-3421
  • 査読あり
• [雑誌論文] 跳躍ロボットのための非対称型閉ループ柔軟カタパルト (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田篤史, 渡正充, 望山洋, 藤本英雄
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 26-4 ページ: 63-71
  • NAID: 10021142461
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Robotic Catapult based on the Closed Elastica with High Stiffness Endpoint and Its Application to Swimming Tasks (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Yamada, M. Watari, H. Mochiyama, H. Fujimoto
  • 雑誌名: 2008 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2008) ページ: 1477-1482
  • NAID: 10026089904
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasi-static Energy Analysis of the Robotic Catapult based on the Closed Elastica (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Mochiyama, A. Yamada, H. Fujimoto
  • 雑誌名: The 11th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines (CLAWAR2008) ページ: 405-412
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Robotic Catapult based on the Closed Elastica with Anisotropic Stiffness Point and Its Application to Compact Jumping Robots (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Yamada, M. Watari, H. Mochiyama, H. Fujimoto
  • 雑誌名: The 11th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines (CLAWAR2008) ページ: 397-404
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Robotic Catapult based on the Closed Elastica with High Stiffness Endpoint and Its Application to Impulsive Swimming Robot (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Watari, A. Yamada, H. Mochiyama, H. Fujimoto
  • 雑誌名: The 11th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines (CLAWAR2008) ページ: 389-396
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Asymmetric Robotic Catapult based on the Closed Elastica for Jumping Robot (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Yamada, M. Watari, H. Mochiyama, H. Fujimoto
  • 雑誌名: 2008 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2008) ページ: 232-237
  • NAID: 10021142461
  • 査読あり
• [学会発表] 閉ループ弾性体のロボット理論:変分法からのアプローチ (2009)
  • 著者名/発表者名: 望山洋
  • 学会等名: 第10回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 芝浦工業大学(東京都)
  • 年月日: 2009-12-29
• [学会発表] 閉ループ弾性体の飛び移り座屈を利用した物体投擲ツール (2009)
  • 著者名/発表者名: 市川泰久, 望山洋, 藤本英雄
  • 学会等名: 第10回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 芝浦工業大学
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] 閉ループ弾性体のロボット理論:変分法からのアプローチ (2009)
  • 著者名/発表者名: 望山洋
  • 学会等名: 第10回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 芝浦工業大学
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] 片方向インパルス力発生機構を用いた小型低空滑走ロボット (2009)
  • 著者名/発表者名: 津田剛志, 望山洋, 藤本英雄
  • 学会等名: 第10回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 芝浦工業大学
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] 曲げと捩れを伴う飛び移り座屈を利用した小型ロボットの水上跳躍動作 (2009)
  • 著者名/発表者名: 豆田浩志, 山田篤史, 望山洋, 藤本英雄
  • 学会等名: 第10回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 芝浦工業大学
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] 閉ループ弾性体の飛び移り座屈を利用した物体投擲ツール (2009)
  • 著者名/発表者名: 市川泰久, 望山洋, 藤本英雄
  • 学会等名: 第10回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 芝浦工業大学(東京都)
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] 片方向インパルス力発生機構を用いた小型低空滑走ロボット (2009)
  • 著者名/発表者名: 津田剛志, 望山洋, 藤本英雄
  • 学会等名: 第10回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 芝浦工業大学(東京都)
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] 曲げと捩れを伴う飛び移り座屈を利用した小型ロボットの水上跳躍動作 (2009)
  • 著者名/発表者名: 豆田浩志, 山田篤史, 望山洋, 藤本英雄
  • 学会等名: 第10回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 芝浦工業大学(東京都)
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] 捩りばねの直列構造に基づく重量物投擲のための瞬発力発生装置の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 市川泰久, 望山洋, 藤本英雄
  • 学会等名: 第27回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 弾性体の曲げと捩じれを伴う飛び移り座屈を用いた小型跳躍ロボット (2009)
  • 著者名/発表者名: 豆田浩志, 山田篤史, 望山洋, 藤本英雄
  • 学会等名: 第27回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 閉ループ弾性体の曲げと捩れを利用したインパルス力の繰り返し生成機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田篤史, 豆田浩志, 望山洋, 藤本英雄
  • 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2009
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2009-05-26
• [学会発表] 尖状部を有する弾性閉ループ構造を用いた高速捕獲動作 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡正充, 山田篤史, 望山洋, 藤本英雄
  • 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2009
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2009-05-26
• [学会発表] 片方向インパルス力発生機構を用いた小型滑走ロボット (2009)
  • 著者名/発表者名: 津田剛志, 望山洋, 藤本英雄
  • 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2009
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2009-05-26
• [学会発表] 小型2脚走行ロボットのための柔軟物の閉ループ構造に基づく片方向インパルス力発生機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 津田剛志, 望山洋, 藤本英雄
  • 学会等名: 第9回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 長良川国際会議場
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] 尖状弾性柔軟部を有する閉ループ柔軟カタパルト (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡正充, 山田篤史, 望山洋, 藤本英雄
  • 学会等名: 第9回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 長良川国際会議場
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] 小型2脚走行ロボットのための柔軟物の閉ループ構造に基づく片方向インパルス力発生機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 津田剛志, 望由洋, 藤本英雄
  • 学会等名: 第9回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 岐阜県, 長良川国際会議場
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] 尖状弾性柔軟部を有する閉ループ柔軟カタパルト (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡正充, 山田篤史, 望山洋, 藤本英雄
  • 学会等名: 第9回計測自動制御学会システムイとテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 岐阜県, 長良川国際会議場
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] A Robotic Catapult based on the Closed Elastica with High Stiffness Endpoint and Its Application to Swimming Tasks (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Yamada, M. Watari, H. Mochiyama, H. Fujimoto
  • 学会等名: 2008 IEEE/RSJ International Conference on Intell igent Robots and Systems
  • 発表場所: Nies, France
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] A Robotic Catapult based on the Closed Elastica with High Stiffness Endpoint and Its Application to Impulsive Swimming Robot (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Watari, A. Yamada, H. Mochiyama, H. Fujimoto
  • 学会等名: The 11th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines
  • 発表場所: Coimbra, Portugal
  • 年月日: 2008-09-08
• [学会発表] A Robotic Catapult based on the Closed Elastica with Anisotropic Stiffness Point and Its Application to Compact Jumping Robots (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Yamada, M. Watari, H. Mochiyama, H. Fujimoto
  • 学会等名: The 11th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines
  • 発表場所: Coimbra, Portugal
  • 年月日: 2008-09-08
• [学会発表] Quasi-static Energy Analysis of the Robotic Catapult based on the Closed ElasticaThe llth InternationalConference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Mochiyama, A. Yamada, H. Fujimoto
  • 学会等名: The 11th International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines
  • 発表場所: Coimbra, Portugal
  • 年月日: 2008-09-08
• [学会発表] 異方性剛性点を有する閉ループ柔軟カタパルトと小型跳躍ロボットへの応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田篤史, 渡正充, 望山洋, 藤本英雄
  • 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2008
  • 発表場所: 長野市若里多目的スポーツアリーナ
  • 年月日: 2008-06-06
• [学会発表] 高剛性受動関節を有する閉ループ柔軟カタパルトと遊泳ロボットへの応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡正充, 山田篤史, 望山洋, 藤本英雄
  • 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2008
  • 発表場所: 長野市若里多目的スポーツアリーナ
  • 年月日: 2008-06-06
• [学会発表] 異方性剛性点を有する閉ループ柔軟カタパルトと小型跳躍ロボットへの応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田篤史, 渡正充, 望山洋, 藤本英雄
  • 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2008
  • 発表場所: 長野県三長野市若里多目的スポリツアリーナ
  • 年月日: 2008-06-06
• [学会発表] 高剛性受動関節を有する閉ループ柔軟カタパルトと遊泳ロボットへの応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡正充, 山田篤史, 望山洋, 藤本英雄
  • 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2008
  • 発表場所: 長野県, 長野市若里多目的スポーツアリーナ
  • 年月日: 2008-06-06
• [学会発表] An Asymmetric Robotic Catapult based on the Closed Elastica for Jumping Robot (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Yamada, M. Watari, H. Mochiyama, H. Fujimoto
  • 学会等名: 2008 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Pasadena, USA
  • 年月日: 2008-05-20
• [備考] 筑波大学大学院システム情報工学研究科知能機能システム専攻柔軟ロボット学研究室
  • URL: http://www.frlab.iit.tsukuba.ac.jp
• [備考] 本研究で得られた知見は, 筑波大学工学システム学類3年生向けの知的・機能工学システム主専攻実験II「跳躍機構のデザイン」に利用されている.
• [備考] 本研究で得られた知見は, 平成21年度未来の科学者育成プロジェクト高校生科学体験教室において, 茨城県立高校の学生を対象に筑波大学で実施された跳躍ロボットの製作体験に活用された.
• [備考] 参考:教育いばらきWEB3号特集
  • URL: http://www.edu.pref.ibaraki.jp/board/kouho/webkyouiba/h21/3/tokusyu.htm
• [備考] 筑波大学知能機能システム専攻柔軟ロボット学研究室
  • URL: http://www.frlab.iit.tsukuba.ac.jp
• [備考] 筑波大学知能機能システム専攻柔軟ロボット学研究室
  • URL: http://www.frlab.iit.tsukuba.ac.jp/
• [産業財産権] 瞬発力発生装置 (2009)
  • 発明者名: 藤本英雄, 望山洋, 山田篤史, 渡正充
  • 権利者名: 名古屋工業大学
  • 出願年月日: 2009-12-03
• [産業財産権] 弾性構造体及び瞬発力発生装置 (2009)
  • 発明者名: 望山洋, 市川泰久, 藤本英雄
  • 権利者名: 筑波大学, 名古屋工業大学
  • 産業財産権番号: 2009-140522
  • 出願年月日: 2009-06-11
• [産業財産権] 瞬発力発生装置 (2009)
  • 発明者名: 藤本英雄, 山田篤史, 望山洋
  • 権利者名: 名古屋工業大学
  • 産業財産権番号: 2009-050647
  • 出願年月日: 2009-03-04
• [産業財産権] 瞬発力発生装置 (2009)
  • 発明者名: 藤本英雄, 望山洋, 山田篤史, 渡正充
  • 権利者名: 名古屋工業大学
  • 出願年月日: 2009-12-03
  • 外国
• [産業財産権] 瞬発力発生装置及び瞬発力発生方法 (2008)
  • 発明者名: 藤本英雄, 望山洋, 山田篤史, 渡正充
  • 権利者名: 名古屋工業大学
  • 産業財産権番号: 2008-309298
  • 出願年月日: 2008-12-04
• [産業財産権] 瞬発力発生装置及び瞬発力発生方法 (2008)
  • 発明者名: 望山洋, 津田剛志, 藤本英雄
  • 権利者名: 筑波大学, 名古屋工業大学
  • 産業財産権番号: 2008-310283
  • 出願年月日: 2008-12-04
• [産業財産権] 瞬発力発生装置及び瞬発力発生方法 (2008)
  • 発明者名: 藤本英雄, 望山洋, 山田篤史, 渡正充
  • 権利者名: 名古屋工業大学
  • 出願年月日: 2008-09-11
• [産業財産権] 瞬発力発生装置及び瞬発力発生方法 (2008)
  • 発明者名: 藤本英雄, 望山洋, 山田篤史, 渡正充
  • 権利者名: 名古屋工業大学
  • 出願年月日: 2008-09-11
  • 外国
• [産業財産権] 瞬発力発生装置及び瞬発力発生方法 (2008)
  • 発明者名: 望山洋, 津由剛志, 藤本英雄
  • 権利者名: 筑波大学, 名古屋工業大学
  • 産業財産権番号: 2008-310283
  • 出願年月日: 2008-12-14
  • 外国
• [産業財産権] 瞬発力発生装置及び瞬発力発生方法 (2008)
  • 発明者名: 藤本英雄, 望山洋, 山田篤史, 渡正充
  • 権利者名: 名古屋工業大学
  • 出願年月日: 2008-12-14