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電気駆動型ハイパワーソフトアクチュエータの創成

研究課題

研究課題/領域番号 21H01293
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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
研究機関東京工業大学 (2022-2023)
芝浦工業大学 (2021)

研究代表者

前田 真吾  東京工業大学, 工学院, 教授 (40424808)

研究分担者 細矢 直基  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40344957)
重宗 宏毅  芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (40822466)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードEHD / ソフトアクチュエータ / HASEL / ソフトポンプ / ソフトマテリアル
研究開始時の研究の概要

人間共存型機械やロボットの次世代技術として,やわらかさを内包するソフトロボットに関する研究が注目を集めている.本研究では,人と機械システムを自然に接続できる技術を念頭において,電気駆動で大変形し,大きな発生力有するハイパワーソフトアクチュエータ技術の開発を目指す.そこで,申請者はEHD(ElectroHydroDynamics)アクチュエータと誘電液体を活用した静電駆動型アクチュエータのそれぞれの長所を併せ持ったハイブリッド型ハイパワーソフトアクチュエータを実現する.

研究成果の概要

本研究では,大きな外部装置を必要とせず,完全に電気駆動型で大変形し、かつ大きな発生力を有するパワー型のソフトアクチュエータを実現することを目指した。そこで研究代表者はElectroHydroDynamics(EHD)に着目し,EHDアクチュエータの長所と誘電液体を活用した静電駆動型アクチュエータの長所を併せ持った新しいメカニズムを提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでのEHDポンプやアクチュエータとは異なり,対向型電極にすることで極めて頑健でハイパワーなポンプを実現するに至った.従来のEHDでは一度でも放電が生じるとデバイスが駆動しなかったが,本研究で提案する対向型電極では50回放電しても,デバイスが駆動することを実現した.頑健なデバイスだけでなく密度当たりの出力も大きく実用的であることも分かった.

報告書

(3件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 学会発表 (11件) (うち国際学会 7件、 招待講演 6件)

  • [学会発表] Smart materials and soft robots2023

    • 著者名/発表者名
      Shingo Maeda
    • 学会等名
      Sakura Science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Method for Controlling the Continuous Transparency of Three-dimensional Objects Utilizing Mechanical Emulsification2023

    • 著者名/発表者名
      Ziyuan Jiang, Takafumi Morita, Kanon Aoyama, Yu Kuwajima, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, and Yasuaki Kakehi
    • 学会等名
      In Proceedings of the Seventeenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction (TEI ’23)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Active suction cup with detecting softness2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Kuwajima, Y. Yamada, N. Hosoya, S. Maeda
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Demonstrating HydroMod: Constructive Modules for Prototyping Hydraulic Physical Interfaces,2022

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Morita, Yu Kuwajima, Ayato Minaminosono, Shingo Maeda, Yasuaki Kakehi
    • 学会等名
      In Extended Abstracts of the 2022 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI EA ’22)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HydroMod: Constructive Modules for Prototyping Hydraulic Physical Interfaces,2022

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Morita, Yu Kuwajima, Ayato Minaminosono, Shingo Maeda, Yasuaki Kakehi
    • 学会等名
      In Proceedings of the 2022 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI ’22)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ソフトマテリアルを活用したソフトロボット2021

    • 著者名/発表者名
      前田真吾
    • 学会等名
      21-6 ポリマーフロンティア21
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Soft Robotics2021

    • 著者名/発表者名
      Shingo Maeda
    • 学会等名
      IEEE RAS Sri Lanka Section Chapter
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Autonomous chemical machines2021

    • 著者名/発表者名
      Shingo Maeda
    • 学会等名
      International Conference on Active Materials and Soft Mechatronics(AMSM) 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Soft and wet robotics2021

    • 著者名/発表者名
      Shingo Maeda
    • 学会等名
      JSTオンライン大学訪問イベント
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自律性を有するソフトマテリアルとやわらかい機械2021

    • 著者名/発表者名
      Shingo Maeda
    • 学会等名
      日本機械学会イブニングセミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Chemical and soft machines2021

    • 著者名/発表者名
      Shingo Maeda
    • 学会等名
      2021 Japan-America Frontiers of Engineering Symposium (JAFOE)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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