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2020 年度 実績報告書

イオン交換膜が実現するソフトロボットのモーションコントロール

計画研究

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
研究課題/領域番号 18H05470
研究機関東京工業大学

研究代表者

鈴森 康一  東京工業大学, 工学院, 教授 (00333451)

研究分担者 難波江 裕之  東京工業大学, 工学院, 助教 (90757171)
堀内 哲也  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (60738061)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワード人工筋肉 / ソフトロボット / アクチュエータ / イオン高分子アクチュエータ
研究実績の概要

本年度は,イオン高分子アクチュエータ(IPMC)に関しては,紙や布をベースとした3次元IPMCの製作方法の改良を進めるとともに,接触マスクと名づけた3次元形状のマスクを用いて,形状の固定と選択的な金電極成形法を提案し,実験でその有効性を示すことができた.またこの手法を用いてヒトデ型のソフトロボットを開発し動作に成功した.
ECラバーアクチュエータに関しては,樹脂チューブのメッキに関して特に注力した.金と白金の二層電極とし,白金の触媒作用と金の延性によるひび割れの防止の2つの性質を同時に発揮する手法の改良により,人工筋の応答性向上が行えた.
また,人工筋を駆動するために,EHD現象を利用したStretchable Pumpの開発と人工筋の駆動にも成功した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナ感染症拡大の影響により研究機関の出勤が制限され,研究が約9ケ月遅延した.

今後の研究の推進方策

イオン高分子アクチュエータに関して,引き続き,電気化学プロセスとカップリングした材料シミュレーションと,紙や布を母材とする3次元形状成形手法に関して研究を進める.
ECラバーアクチュエータに関しては,引き続き材料及びアクチュエータ構造の両面から性能改善に努めていく.
今後これまでの技術をベースにソフトロボットへの応用展開を併せて進める.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] PF-IPMC: Paper/Fabric Assisted IPMC Actuators for 3D Crafts2020

    • 著者名/発表者名
      Ishiki Asuka、Nabae Hiroyuki、Kodaira Akio、Suzumori Koichi
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 5 ページ: 4035~4041

    • DOI

      10.1109/LRA.2020.2985571

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrically-Driven Soft Fluidic Actuators Combining Stretchable Pumps With Thin McKibben Muscles2020

    • 著者名/発表者名
      Cacucciolo Vito、Nabae Hiroyuki、Suzumori Koichi、Shea Herbert
    • 雑誌名

      Frontiers in Robotics and AI

      巻: 6 ページ: -

    • DOI

      10.3389/frobt.2019.00146

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Simultaneous 3D Forming and Patterning Method of Realizing Soft IPMC Robots2020

    • 著者名/発表者名
      Keita Kubo, Hiroyuki Nabae, Tetsuya Horiuchi, Kinji Asaka, Gen Endo, Koichi Suzumori
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
    • 国際学会
  • [学会発表] PF-IPMC: Paper/Fabric Assisted IPMC Actuators for 3D Crafts2020

    • 著者名/発表者名
      Asuka Ishiki, Hiroyuki Nabae, Akio Kodaira, Koichi Suzumori
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
    • 国際学会
  • [学会発表] Applying IPMC to soft robots2020

    • 著者名/発表者名
      Koichi Suzumori, Hiroyuki Nabae, Kinji Asaka, Tetsuya Horiuchi
    • 学会等名
      SPIE Smart Structures + Nondestructive Evaluation
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 接触マスク法を用いたIPMCの選択的電極成形によるヒトデ型ソフトロボットの開発2020

    • 著者名/発表者名
      久保景太, 難波江裕之, 堀内哲也, 安積欣志, 遠藤玄, 鈴森康一
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
  • [学会発表] Development and performance evaluation of artificial muscle actuated tensegrity hand2020

    • 著者名/発表者名
      Wen-Yung Li, Gen Endo, Hiroyuki Nabae, Koichi Suzumori
    • 学会等名
      JSME Conference on Robotics and Mechatronics
  • [学会発表] 紙/布を用いた立体形状IPMCロボットの提案2020

    • 著者名/発表者名
      石木 明日翔, 難波江 裕之, 小平 暁雄, 遠藤 玄, 安積 欣志, 堀内 哲也, 鈴森 康一
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
  • [学会発表] Au/Pt多層電極柔軟PEFCチューブの開発による電気駆動細径マッキベン人工筋の高応答化2020

    • 著者名/発表者名
      小平暁雄, 堀内 哲也, 難波江裕之, 安積 欣志, 遠藤玄, 鈴森康一
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
  • [備考] ニューアクチュエータ(東工大 鈴森研究室)

    • URL

      http://www.robotics.mech.e.titech.ac.jp/suzumori/research/newactuator.html

  • [備考] イオン交換膜が実現するソフトロボットのモーションコントロール

    • URL

      https://softrobot.jp/research-groups/a02-2/

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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