| 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 (2022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 |
当該年度は、3D印刷による柔軟構造を内包する空圧モジュールの連結性を熱可塑性ポリウレタン樹脂によるコネクターの開発により向上した。この改良により内包構造の拡張性も向上し，拡大縮小モジュールの製作を達成した．各々の空圧モジュールのコネクターの表面テクスチャーを変更し，低摩擦性・粘着性の付与などの効果の発現を実現した．連結による均一収縮，一軸収縮，せん断変形，屈曲変形の4パターンの真空駆動を仮想空間で設計可能な弾性体シミュレータの開発を実施した．設計者は属性の異なる立方体（ボクセル）を描画ソフトのように配置するだけでよく，変換スクリプトで各姿勢・変形に応じたモジュールモデルを検証することが可能になった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
計画書に記載の内容の達成に加え，本開発技術は次年度以降に想定していたウェアラブルデバイスやソフトロボットのプロトタイプ構築に着手し，一部成功しているため．
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度以降は，本モジュールに含まれる実駆動上の課題の解決を実施する．空圧アクチュエータの外的な物理的制約による挙動のキャンセルを解消する方法を発見し，実ロボットの駆動系として十分に機能しうる方法を検証する．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し，実施する．
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