| 研究課題/領域番号 |
22K17972
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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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| 審査区分 |
小区分61050:知能ロボティクス関連
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
小川 純 山形大学, 有機材料システムフロンティアセンター, プロジェクト教員(准教授) (20773724)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | ソフトロボティクス / ソフトアクチュエータ / 物理シミュレータ / 3Dプリンティング / ソフトマテリアル / ソフトロボット / 構造材料 / アクチュエータ / シミュレーション / 進化学習 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
3Dプリント由来のやわらかい変形機構とソフト材料を組み合わせることで単一で様々な変形を可能とするソフトロボットの空圧モジュールを開発する方法を追究する。そして開発したソフトモジュール群の力学的変形を事前に予測することできる動力学シミュレーションと任意のタスクを達成するための最適化設計手法を組み合わせたソフトモジュラーロボット開発の事例を示し、進化ソフトロボットの4Dアセンブルという学術的概念を新たに確立する。
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| 研究実績の概要 |
当該年度におけるプロジェクトの主な目的は、4D変形する進化ロボットの開発に向け、以前に開発した減圧駆動型アクチュエータ「MORI-A」の改良と、加圧時の異なる変形挙動の実現、およびその変形挙動のシミュレータによる再現である。この目的のもと、減圧時には従来通り3D印刷構造の圧縮変形を利用して変形を規定したが、加圧時には新たにモジュール間コネクターの軸位置を偏らせる方法を採用した。この改良により、単一の空圧チャネルから異なる変形を切り替えることが可能となり、より精緻な制御が実現できるようになった。また、この技術を応用し、水中で衣装を動かすソフトロボットの開発を行った。さらに、改良したアクチュエータの変形挙動を正確に予測するためのシミュレータも開発し、減圧および加圧時の動作をシミュレーションできるようにした。これらの技術開発により、アクチュエータの応用範囲を拡大し、その実用性を一層高めることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
新原理をもつソフトアクチュエータを開発し、シミュレータを駆使したアクチュエータの変形予測も実現されており、計画書に記載の内容の達成に加え，本開発技術でのアプリケーションの開発も進んでいるため。
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度以降は本モジュールのパフォーマンス（生み出す駆動力や必要する空圧）を向上させ、モジュールが3次元的に接続されるソフトロボットの開発を実施する。またシミュレータを用いてロボット設計を自動化し、タスク達成に最適な構成を発見する方法を提案する。
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