| 研究課題/領域番号 |
20K21818
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分61:人間情報学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
田原 健二 九州大学, 工学研究院, 教授 (80392033)
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| 研究分担者 |
鈴木 陽介 金沢大学, フロンティア工学系, 助教 (20582331)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 人工筋肉 / 液冷 / 高分子 / 無音 / 外在筋 / 内在筋 / シリコン指 / 無音駆動 / ソフトロボット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究で開発する多指ハンドは，光造形型3Dプリンタで造形された骨格をシリコーンゴムで包み込み，その内部に液状シリコーンが充填されたロボットハンドである． その駆動源として，液状シリコーンが満たされた内部にナイロン糸人工筋肉アクチュエータを浸ける形で埋め込むことで掌内部に駆動源が全て搭載された形とする．
すなわち本研究では，樹脂の骨格や表皮をシリコーンゴムで覆われ，かつその内部に液状シリコーンが充填されており，駆動源としてナイロン糸人工筋肉アクチュエータが埋め込まれたほぼ全体を高分子材料だけで構成された柔らかく軽く無音で動作する多指ロボットハンドの開発である．
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| 研究成果の概要 |
人工筋肉で駆動するシリコーン充填指について，人の指と同様の構造である外在筋と内在筋の役割を各筋肉に持たせる事で，液冷を活かしながら可動範囲を拡張することを実現した．人工筋肉は同じ特性のものを作成することが難しいが，機能に違いを持たせた複数筋による駆動により，各筋肉の特性を活かした構造とすることができる．人工筋単体では大出力・大変位は難しいが，複数を組み合わせる事で利用範囲が拡大できる．
シリコーンオイルにより冷却性が上がるだけでなく，高分子のみで作成した指の摩擦低減効果もあり，液冷ハンドの可能性を示すことができた．無音動作する指はほとんどないので，全く新しいロボットハンドの構築方法が提案できた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
当初の目的であった無音で艶めかしく駆動する高分子のみで構成された指を構築し，それらを複数用いたハンドによる物体把持を実現することができた．シリコンオイルによって冷却性が上がるだけでなく，高分子のみで作成した指の摩擦を低減する効果もあり，液冷ハンドの可能性を示すことができたと考えている．特に，無音動作する指はこれまでほとんどないので，全く新しいロボットハンドの構築方法が提案できたと考えている．今後，人の生活空間で駆動するロボットに対するアプローチの1つとして社会的意義は高いと思われる．一方，学術的意義として高分子人工筋肉の液冷駆動（シリコーンオイル）の有効性を示すことができたと考えている．
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