| 研究課題/領域番号 |
20H02116
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
東森 充 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (30346522)
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| 研究分担者 |
堀 一浩 新潟大学, 医歯学系, 教授 (70379080)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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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 |
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 咀嚼ロボット / 柔軟物マニピュレーション / ソフトロボティクス / 食塊形成 / テクスチャーセンシング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，ヒトの食塊形成およびテクスチャー（食感）評価といった咀嚼機能の工学的理解と再現に向け，咀嚼ロボットシミュレーション手法を確立する．咀嚼過程におけるヒトの歯および舌の運動特性を実測，解析し，ロボットの機構・動作設計のための歯・舌運動モデルを作成する．歯舌両有型ロボットシミュレータを設計開発し，人工咀嚼，すなわち歯・舌－食品といった柔剛複合系の相互作用を介した食塊形成マニピュレーションを実現する．深層学習を用いて食塊形成過程の時空間力覚情報に基づくテクスチャー推定モデルを構築する．
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| 研究成果の概要 |
ヒトは咀嚼において、歯と舌の複雑な動作を組み合わせ、食品を粉砕し、唾液と混ぜ、ペースト状の食塊を形成していく。本研究では、ロボット咀嚼シミュレーションの新手法として、「ヒトの構造や動作の忠実な再現」を重視するのではなく、「形成されゆく食塊の忠実な再現」を目指す「食塊形成マニピュレーション」のコンセプトを提案した。これは、ヒトの咀嚼に基づいた食塊形成プリミティブを定義し、これらを実行可能なロボットを設計・開発することで、ヒトの食塊形成をその過程を含めて再現する、というコンセプトである。設計・開発したロボットによる食塊形成実験を行い、ヒトの食塊形成を再現できる可能生を示唆した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、ヒトの咀嚼の工学的理解と再現に向けて、食塊形成マニピュレーション技能を具現化するためのロボットモデル（機構・制御系、計測系、情報処理系）構築といった学術的意義を有する。また、本研究で提案した咀嚼ロボットは、超高齢社会において、ヒトの摂食メカニズムの解明、咀嚼困難者の病態評価、および、介護用食品の開発支援に貢献できる可能性を有している。
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