| 研究課題/領域番号 |
21K14126
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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 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
新竹 純 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (10821746)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | ソフトロボティクス / ファイバー / ソフトポンプ / アクチュエータ / ポンプ / 誘電エラストマーアクチュエータ / 静電アクチュエータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
繊維状の流体駆動ソフトアクチュエータは，織物のように編み込めるため汎用性が高く出力も大きいが，外部的なポンプが必要であるため，構成が複雑になりがちである．本研究は，内部的に実装できる繊維状ソフトポンプの製造方法の確立，ポンプの基礎的な性能特性の明確化，および実機の開発を通したソフトロボティクスへの有効性の検証を行うことを目的とする．繊維状ソフトポンプが次世代の流体駆動要素となって，様々なデバイスに適用されることにより，ソフトロボットの社会実装を大きく促進することが期待できる．
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| 研究成果の概要 |
本研究の成果として，まず，繊維状ソフトポンプに適した材料を明らかにし，製造方法を確立した．次に，繊維状ソフトポンプの出力を増大させる作動液体を見出した．そして，繊維状ポンプの新規の構造としてらせん状電極を用いることを着想し，製作と測定を行った．その結果，この種のポンプの基礎特性を把握することができた．具体的には，0-9 kVの電圧範囲で118 mL/minまでの流量と2.9 kPaまでの圧力を出力できることが分かった．並行して，得られた成果をアクチュエータや異なるタイプのポンプへ応用した．以上の成果は，学術雑誌論文や学会で発表し，特許出願も行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
繊維状の流体駆動ソフトデバイスは，織物のように編み込めるため汎用性が高く出力も大きいが，外部的なポンプが必要であるため，構成が複雑になりがちである．こうした背景において，本研究では，内部的に実装できる繊維状ソフトポンプを提案し，適した材料の同定を行い，製造方法を確立し，良質な作動液体を発見し，そしてポンプの基礎的な性能特性を明らかにしたところに学術的意義がある．本研究の成果である繊維状ソフトポンプが，次世代の流体駆動要素となって，様々なデバイスに適用されることにより，ソフトロボットの社会実装が大きく促進され，人々の生活がより豊かになることが期待できるところに社会的意義がある．
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