| 研究課題/領域番号 |
21K03822
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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18030:設計工学関連
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
篠田 淳一 明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 研究推進員 (60266880)
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| 研究分担者 |
ディアゴ ルイス・アリエル 明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 研究推進員 (20467020)
萩原 一郎 明治大学, 研究・知財戦略機構(駿河台), 研究推進員(客員研究員) (50282843)
楊 陽 明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 研究推進員 (90838260)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 切り紙ハニカム / 折り紙ロボット / 折り紙設計システム / 木構造 / 折り紙展開図 / 積層型プリンター / 切紙ハニカム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来の折紙ロボットの開発は人間の折る挙動を真似るもので、さながらセンサーや機構の高度化の競演の様相を呈し袋小路に入った感がある一方、代表者らは、折紙ロボットの実現が困難の要因は、折り紙の展開図の木構造はいずれも閉ループを有すためであることを示した。閉じた木構造から開の木構造の展開図に変換できれば比較的簡単な機構やセンサーを有す安価な折紙ロボットができる。本研究ではこのような考えから折紙ロボットを実現させ、積層型3Dでは困難な、心地よい下着や健康管理用ディバイスを常に肌に密着できる衣服開発などを実現し積層型3Dに対し、折紙設計を「折紙式3Dプリンター」と称されるレベルに引き上げることを目指す。
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| 研究成果の概要 |
これまでの折紙ロボットの研究とは真逆の、閉じた木構造を有する展開図に替えて、開いた木構造を生成するアルゴリズムを開発し、加えて、そのアルゴリズムを実装した折紙ロボットの開発を行った。ここで、折紙ロボットは極力簡素なセンサーと機構に留めるように努めた。更に、開いた木構造を有す展開図が容易に得られない場合には、開発した、閉じた木構造の一部を切り取り、適切な箇所を加える手法、或いは、木構造部を適切な折れ線で分割して開いた構造にし切り線に沿って糊代部を設ける手法を適用した。これらを基に画像処理で自動的に操作するシステムを計算機上で構築した。さらに実機においても、所期の結果が得られることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
積層型3Dプリンターが不得意とされるプレスへの対応が得意な折紙設計の産業化にはその自動化、すなわち折紙ロボットの実現が望まれる。これまでの折紙ロボットの研究・開発は人間の折る挙動を真似るものであったが、本研究で見出した、折紙ロボットが実現できないのは、日本伝統の伝承折り紙を始め折紙設計システムで出力される折り紙の展開図の木構造は閉ループを有すためであるという事実を基に、折り紙の閉じた木構造を有す展開図から開の木構造を有す展開図に自動変換するという技術を用いれば折紙ロボットが実現でき折紙設計の自動化が得られ産業化に一歩前進できるため、本研究は学術的にも社会的にも意義深いものと言える。
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