| 研究課題/領域番号 |
21K14127
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 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 | 信州大学 |
|---|
研究代表者 |
岩本 憲泰 信州大学, 学術研究院繊維学系, 助教 (30778816)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
|
|---|
| キーワード | 曲面形状ロボット / ソフトロボット / 運動学理論 / 運動学 / フィードバック制御 / 微分幾何学 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
曲面は家具，衣服，建築物や生物といった多くの物体の表層に位置し「かたち」の根幹をなしている．そのため，富んだ表現力を持つ曲面形状ロボットは工学分野での利用にとどまらず，様々な学問の個別の研究対象もしくは横断的な研究を促進する活性剤となると考えられる．
本研究の目的は，微分幾何学の理論から着想を得た曲面形状ロボットを実現し，Computer Graphicsのアルゴリズムと結びづけて，制御理論を構築していくことにある．本研究の最終年度には，腹腔鏡手術のような具体的な場面を想定し，実現したロボットと理論の組合せが有用であることを示す．
|
| 研究成果の概要 |
曲面形状ロボットにおいて，形状推定と制御が容易なロボットの構造と運動学理論について研究を行った．微分幾何学から出発することでリアルタイム計算にも手が届く，形状の復元手法，曲面上の1点が与えられた位置に一致する曲面の算出手法を構築した．また，円錐台アクチュエータを25個有したS-isothermic曲面形状ロボットの具現化，平面内における等角変形の実現，3種のロボットに対する逆運動学アルゴリズムの構築を行った．特に，本研究で考案した区分的に平均曲率一定な曲面モデルは有用であると期待される．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
曲面は家具，衣服，建築物や生物といった多くの物体の表層に位置し「かたち」の根幹をなしている．そのため，富んだ表現力を持つ曲面形状ロボットは工学分野での利用にとどまらず，様々な学問の個別の研究対象もしくは横断的な研究を促進する活性剤となると考えられる．しかし，形の制御を実現するうえで，形状推定にかかる計算量や制御・運動学理論の複雑さが問題であった．本研究では，この問題を双等温曲面や平均曲率一定曲面の活用により解決した．曲面形状ロボットに関する研究の重要な方向性を示すことができたと考えられる．
|
