| 研究課題/領域番号 |
21K03982
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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 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
青木 岳史 千葉工業大学, 先進工学部, 教授 (20397045)
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| 研究分担者 |
内田 史朗 千葉工業大学, 工学部, 教授 (50761095)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | クモヒトデ / ソフトロボット / 全方向移動体 / ロボット工学 / 水中無線給電 / 知能機械 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，水底を移動して長期間の調査・監視を行う水底移動ロボットの実現を目的とし，I）クモヒトデ型水底移動ロボットの研究開発と，II）レーザ光による水中無線給電の研究開発を行う．クモヒトデ型水底移動ロボットは5本の柔軟に変形する長い腕部で構成し，①クモヒトデの歩容の省自由度化と，②螺旋捻転運動を用いた腕部機構の実現によって水底での移動を実現する．また水中での長時間の動作を可能とするために，③水中無線給電システムを構築する．そして，④クモヒトデ型ロボットの水中での移動実験と水中無線給電による効果の実証を行う．
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| 研究成果の概要 |
本研究では水底を移動して長期間の調査・監視を行う水底移動体の実現を目的とし，クモヒトデ型ロボットの開発を行った．クモヒトデは腕骨で構成する長くて柔軟な腕を持ち，各腕部の運動を組み合わせて全方向移動を行う．本研究では省自由度化を目的とし，腕骨と同じ構造の3本の連続体脚がワイヤ駆動によって螺旋捻転運動を行う．連続体脚の螺旋捻転運動は拡張円錐螺旋式を用いて定義し，水底へ接地する1周期目の接地点での移動量を制御することによって全方向移動を実現した．さらに水中での長時間の作業を実現するために，海中でレーザ光による無線給電システムを構築するための基礎検討を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果はクモヒトデ型ロボットを開発し，腕部の運動の組み合わせによって全方向移動を実現した点である．従来の研究では生物模倣のロボットとしてクモヒトデの動作計画や機能再生などを扱われていたが，長い腕部の構造を構築し，動作を再現した研究はなされていなかった．本研究は実用化を見据え，生物模倣からのアプローチではなく，力学的なアプローチにより少ない能動自由度によって全方向移動を実現したことに意義があると考える．さらに水中ロボットの活動時間を拡大するために，緑色レーザとGaInP太陽電池を用いた水中無線給電システムを構築した点が産業界へ寄与すると考える．
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