| 研究課題/領域番号 |
20K04345
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 玉川大学 |
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研究代表者 |
木村 仁 玉川大学, 工学部, 教授 (60376944)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 水力学的骨格 / 柔軟 / 安全 / 軽量 / 枕 / 寝具 / 能動変形寝具 / 寝心地 / 柔軟パワーアシストスーツ / 寝返り / 仰臥位 / 側臥位 / 柔軟機械システム / ヒューマンインタラクション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究ではミミズやイソギンチャクなどの生物に学び、本体が柔軟に変形可能な水力学的骨格を利用した柔軟機械システムの開発を目指す。提案機械システムは袋状構造の内圧を加減圧することで構造部とアクチュエータを実現する。これは能動的に対地適応変形する移動ロボットの様な応用だけでなく、人体を自動的に適切な姿勢に支持するインテリジェント能動変形ベッド、枕、椅子と言った応用も可能であると考えられる。この場合機械システム側の発生する支持力が人体の姿勢および内部の力学状態にどう影響するかという興味深い課題がある。本研究では柔軟機械システムの開発と、それが与える人体への力学的影響を調査することを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
袋状構造の内圧により変形する機構は従来の機械システムに比べて非常に柔軟な上，軽量，安全な特徴があるが，大変形などの問題からその研究例は多いとは言えない．本研究ではミミズやイソギンチャクなどの生物に学び，本体が柔軟に変形可能な水力学的骨格を利用した柔軟機械システムの開発を目的とする．今回は圧力袋の変形機能を利用し，個人ごとに適切な形状へ変形可能な能動変形枕の開発を行った．これは多層式の圧力袋によって構成され，首が前後左右に回転可能なものである．また，この機能を全て旅行用のスーツケース内に収めたオールインワン型の枕システムも実現した．この装置により多様な場所での実験が可能となった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
柔軟な機構は近年研究が増加しつつあるものの，本研究の様に構造部品まで全て柔軟なものを利用して全体が柔軟に変形する機構はまだ少ないと言える．しかし，このような機械は柔軟，軽量に構成することが可能で，従来の金属やプラスチックといった硬い部品を利用した機械に対して安全性も圧倒的に高い特徴がある．
本研究はこういった柔軟機構の特徴を活かし，人体に直接接触する枕やパワーアシストスーツといった機械システムに適用し，基本的な機能を実現した．これらの機構は機械システム利用者の安全を担保すると同時に大きな安心感を与えられると考えられる。
以上より，全体が柔軟な機械システムは大きな社会的意義のある研究と言える。
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