| 研究領域 | ソフトロボット学の創成：機電・物質・生体情報の有機的融合 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05330
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 東京大学 (2020)
京都大学 (2019) |
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研究代表者 |
加賀谷 勝史 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任研究員 (00580177)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | 人工筋肉 / ばね駆動運動 / 拮抗駆動 / 超高速運動 / 外骨格 / 情報理論 / 移動エントロピー / モデリング / 身体性 / 形態計算 / 生物多様性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生物進化の成果から学び技術転化することで、人間が何か機能的なものをデザインしようとするとき必要な試行錯誤の過程を省略できるかもしれない。その学問を一般にはバイオミメティクスと言う。本研究は、異なる型のシャコの超高速運動に注目して、その仕組み解明を目指す生物学への貢献と、ソフトロボット技術を目指すバイオミメティクスへの貢献を目指すものである。
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| 研究実績の概要 |
シャコの外骨格ばね駆動の超高速運動を対象として筋肉と外骨格ばねの情報理論的因果関係を移動エントロピーによって定量することが当初の目的であったが、動物の入手が困難となりこれとは別の構成論的アプローチをとることにした。すなわち、シャコの機構を規範としてロボットをつくりそのパフォーマンスを評価するアプローチである。
シャコをはじめ節足動物の外骨格体制で、(1)筋肉羽状配置による並列化、(2)外骨格をばね、(3)肥厚硬化したラッチ、(4)柔軟な骨格変形を含むリンク機構、などの「統合」による機械効率と仕事率(パワー)の増幅がサイズあたりの効率という意味で人工物を凌駕するパフォーマンスを実現している。これらの物理シミュレーションとその実機構成によって仮説構成、その検証を行うアプローチへと方向転換した。
具体的には、これまでの他のグループの研究でシャコの運動を模した回転運動では回転中心が固定されたものが構成されていた。打撃を行うスマッシャーシャコでは回転中心が動くことが観察される。そこで我々は、人工筋肉とばね、偏心カムを利用した回転並進運動でより実物に近い運動を構成してそのパフォーマンスを評価した。人工筋肉の内径が大きく長さに対する径の比が小さい場合、収縮時の人工筋肉の膨張率が小さくなり応答性が改善されることが確認された。さらに、水との相互作用(抵抗、キャビテーション)を含む実環境での動作についての研究への展望が開けた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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