| 研究課題/領域番号 |
22K19815
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分61:人間情報学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
池本 周平 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (00588353)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | テンセグリティロボット / ソフトロボット / 冗長性 / 超冗長 / テンセグリティ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
やわらかい材料を利用することの欠点に囚われることなく，やわらかさが生む利点を追求することで，ソフトロボティクスは新しい研究領域となった．本研究では，このプロセスを「冗長さ」への着目から同様に辿る．本研究では，１００以上の独立なアクチュエータを備えた柔軟マニピュレータを実際に開発し，冗長自由度が極端に多いことで可能になる冗長性の利用方法の提案を目指す．具体的には，マニピュレータの開発のため，関節自由度とアクチュエータ数を段階的に増やすことができるスケーラブルな設計方法を提案し，冗長性を利用する方法として，タスク空間に直交する空間に具体的な意味を当てはめていく手法を提案する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，可能な限り多くのアクチュエータで駆動されるロボットの設計方法，および，その制御方法の提案に取り組くんだ．具体的に，前者としては，テンセグリティを利用することで，アクチュエータ数を増やしても機械的干渉や摩擦の影響を受けない設計を提案した．実際に，その設計方法を採用し，40本の空気圧シリンダで駆動される冗長マニピュレータを開発し，その設計方法の有用性を示した．また，後者としては，オートエンコーダを利用した順・逆運動学モデリング手法を提案した．開発した冗長マニピュレータを用い，長時間に及ぶランダム試行のデータを集めることで，実際にそのロボットの運動学がモデル化できることを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生物の身体はロボットよりもやわらかく，多くの関節自由度を持ち，さらに多くの筋肉で動される．このロボットと生物の間にある「柔軟性の差」と「冗長性の差」のうち，「柔軟性の差」については，ロボット全体を柔軟にするなどの挑戦が行われ，新しい分野として「ソフトロボティクス」が生まれた．一方，「冗長性の差」については，関節やアクチュエータを可能な限り多くするなどの挑戦がなかった．本研究は，冗長性の追求という新しい挑戦に取り組んだ．ロボットが汎用的になるほど，そのロボットは多くの自由度を備えなければならない．本研究は，その備えとして方法論を整備するものであり，萌芽的研究としての異議がある．
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