楕円型転がり接触関節を有する多自由度筋骨格ロボットフィンガー

• 研究課題/領域番号: 26420196
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 西川 敦 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (20283731)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 筋骨格ロボット / ロボットハンド / 生体ゆらぎ / 筋拮抗比 / 筋シナジー / 空気圧アクチュエータ / ナイロン繊維アクチュエータ / 角度増幅型関節機構 / バイオロボティクス / バイオミメティクス / 中手指節関節

研究成果の概要

本研究の目的は、ヒトの中手指節関節の形状と機構を模倣した「楕円型転がり接触関節を有する多自由度筋骨格ロボットフィンガー」を開発し、その制御手法を確立することにより、ヒトの身体運動メカニズムを理解することである。この目的を達成するため、本研究では次の４つの要素研究を段階的に実施した。（１）モーションキャプチャ・表面筋電図解析・機能的電気刺激を用いたヒト手指の運動解析、（２）アトラクタ選択（生体ゆらぎ）を用いた非対称拮抗駆動ロボットフィンガーの筋協調制御、（３）絹糸による人工靭帯用筒編地の編成、（４）ナイロン繊維アクチュエータを用いた角度増幅型関節機構の設計。

研究成果

• [雑誌論文] 生物と同じ動き方をするロボットの実現に貢献するスマートテキスタイル (2015)
  • 著者名/発表者名: 西川敦
  • 雑誌名: MATERIAL STAGE 巻: 15(3) ページ: 68-72
• [学会発表] Frequency Domain System Identification of Human Finger Dynamics Using Functional Electrical Stimulation based on an Agonist-Antagonist Concept (2017)
  • 著者名/発表者名: Kento Takemura, Mami Kurosawa, Keita Atsuumi, Kazuhiro Matsui, Fumio Miyazaki, Atsushi Nishikawa
  • 学会等名: 2017 Annual Conference of the International Functional Electrical Stimulation Society
  • 発表場所: London, UK
  • 年月日: 2017-07-17
  • 国際学会
• [学会発表] ナイロン繊維アクチュエータのための角度増幅型関節機構の提案 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井出翔一郎, 西川敦
  • 学会等名: 第22回ロボティクスシンポジア
  • 発表場所: 群馬県安中市磯部温泉「舌切雀のお宿」磯部ガーデン
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] Tubular Knitted Silk Fiber Fabric For Artificial Index Finger Joints (2016)
  • 著者名/発表者名: Hanaa Naouma, Atsushi Nishikawa, Akio Sakaguchi
  • 学会等名: 2016 International Conference on Biomedical Signal and Bioinformatics
  • 発表場所: Auckland, New Zealand
  • 年月日: 2016-11-21
  • 国際学会
• [学会発表] Analyzing Surface Electromyogram from Flexor Digitorum Superficialis and Extensor Digitorum Communis (2016)
  • 著者名/発表者名: Mami Kurosawa, Atsushi Nishikawa
  • 学会等名: 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Orlando, Florida, USA
  • 年月日: 2016-08-16
  • 国際学会
• [学会発表] ゆらぎを用いた多関節筋を有する非対称拮抗駆動ロボットフィンガーの指先位置制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井出翔一郎、西川敦
  • 学会等名: 第21回ロボティクスシンポジア
  • 発表場所: 長崎県長崎市伊王島町やすらぎ伊王島
  • 年月日: 2016-03-17
• [図書] Smart Textiles and Their Applicatons, 1st Edition. Chapter 10:Bio-inspired control of a multi-fingered robot hand with musculoskeletal system (2016)
  • 著者名/発表者名: Shoichiro Ide and Atsushi Nishikawa
  • 総ページ数: 746
  • 出版者: Elsevier
• [産業財産権] 能動マニピュレータ装置 (2017)
  • 発明者名: 井出翔一郎、西川敦
  • 権利者名: 信州大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-036078
  • 出願年月日: 2017-02-28