| 研究課題/領域番号 |
21K14118
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
渡辺 将広 東北大学, タフ・サイバーフィジカルAI研究センター, 助教 (00823452)
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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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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 | クローラ / 折り紙 / 索状体 / ソフトロボット / 折紙 / 無限循環 / ソフトロボティクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
折紙の幾何学を用いた，伸びずに柔らかい構造に着目し，完全気密な蛇腹型の袋状履帯を能動的に変形・循環させることにより，不整地でも高い走破性を実現できる移動体の推進原理の確立を目的とする．全表面駆動・完全気密構造・大変形の機能をもつ，これまでに無く高い不整地走破性を有する移動体を目指したものである．折紙構造の無限循環体は研究例が無く未開拓領域あり，その設計手法の確立と移動性能の限界を究明する．
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| 研究成果の概要 |
研究期間全体の成果は、従来にはない折り紙構造と履帯を組み合わせた機構を提案し、その機構を搭載した移動体を実現したことだ。具体的には、設計論として、蛇腹形の履帯ボディを効果的に曲げるための設計手法とその性能を明らかにし、また、多数の屈曲部を有する折り紙構造の履帯を小さな駆動抵抗で駆動させるためのローラーを用いた摩擦低減構造やピンチローラ式の駆動装置などの実装方法を確立した。さらに、走行テストを行い，推進速度や旋回半径などの移動体の運動性能を測定した。以上により、原理的に完全気密構造，環境と無摺動，方向選択が可能という、不整地走行に有効となり得る機能を有する索状クローラのコンセプトが実現された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究成果の学術的意義と社会的意義は、折り紙構造と履帯を組み合わせることで、三次元的に変形可能な新しい表面循環機構を提案し、その応用例として不整地移動体を示し、設計手法を明らかにしたことにある。この機構は、内部の駆動装置が袋状の履帯で包まれているため、原理上、防水・防塵構造を備え、ボディの上面・下面・側面との接触による摺動抵抗を低減可能で、移動の方向選択も可能である。これにより、複雑で劣悪な環境を走行する移動体への活用が期待される。
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