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2021 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,これまで開発してきた手法を基に,イオン高分子アクチュエータ(IPMC),ならびに,ECラバーアクチュエータの性能改良を進めた.また,これに合わせて,新しいソフトアクチュエータへの挑戦,ならびに,ソフトロボットへの応用展開研究を進めた.
新しい動作原理のソフトアクチュエータへの挑戦に関しては,ゴム製の膜からなる空圧アクチュエータにおいて,ゴム膜上に誘電アクチュエータ(DEA;Dielectric elastomer actuator)を形成し,DEAへの電圧印加によって空圧によるゴム膜の膨張を利用した原理のアクチュエータを考案し,試作した.空圧により大きな力と変位が発生するアクチュエータを電気信号で駆動できるので,従来の空圧アクチュエータに比べて応答性が速いうえ,制御バルブが不要である.また,いったん空圧を充填すれば,空圧ホースを切り離すことができる,大きな特徴を有する.
ソフトロボットへの応用展開研究については,IPMCアクチュエータを用いて亀形の大型ロボットを試作した.また,人工筋肉を用いて,キリン首型筋骨格ロボット,ソフトテンセグリティロボットを設計試作し,人工筋肉の有用性を具体的に示すことに成功した.

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,所属する研究機関の出勤制限がかかり研究が約5ケ月遅延した.

今後の研究の推進方策

今後これまでのソフトアクチュエータ技術のソフトロボットへの応用展開に注力する.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Analysis of the multi-balloon dielectric elastomer actuator for traveling wave motion2022

    • 著者名/発表者名
      Jang Yujin、Nabae Hiroyuki、Endo Gen、Suzumori Koichi
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators A: Physical

      巻: 333 ページ: 113243~113243

    • DOI

      10.1016/j.sna.2021.113243

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shape Recognition of a Tensegrity With Soft Sensor Threads and Artificial Muscles Using a Recurrent Neural Network2021

    • 著者名/発表者名
      Li Wen-Yung、Takata Atsushi、Nabae Hiroyuki、Endo Gen、Suzumori Koichi
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 6 ページ: 6228~6234

    • DOI

      10.1109/LRA.2021.3091384

    • 査読あり
  • [学会発表] Shape Recognition of a Tensegrity With Soft Sensor Threads and Artificial Muscles Using a Recurrent Neural Network2021

    • 著者名/発表者名
      Wen-Yung Li, Atsushi Takata, Hiroyuki Nabae, 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] Au/Pt Double-Layer Electrodes and Expanding Internal Chamber for Improving Air-Hose-Free Thin McKibben Muscles2021

    • 著者名/発表者名
      Akio Kodaira, Hiroyuki Nabae, Tetsuya Horiuchi, Kinji Asaka, Gen Endo, Koichi Suzumori
    • 学会等名
      4th IEEE International Conference on Soft Robotics (RoboSoft2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] 固体高分子膜による水の可逆化学反応を利用したホースレス空圧移動ソフトロボットの試作2021

    • 著者名/発表者名
      黄 振善, 難波江裕之, 遠藤玄, 鈴森康一
    • 学会等名
      第39回 日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] キリン首型筋骨格ロボットの項靭帯と弾性関節の改良2021

    • 著者名/発表者名
      新倉 敦彦, 難波江 裕之, 遠藤 玄, 郡司 芽久, 森 健人, 新山 龍馬, 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
  • [学会発表] カードモデルに着想を得たイオン交換樹脂シートからの3 次元形状IPMC ロボットの構築2021

    • 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
  • [学会発表] 誘電エラストマー製バルーンアクチュエータによる搬送実験2021

    • 著者名/発表者名
      張裕真, 難波江裕之, 遠藤弦, 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
  • [学会発表] Thin McKibben Muscle Actuated 3-bar Tensegrity Prism and Deformation Sensing with Soft Sensor2021

    • 著者名/発表者名
      Wen-Yung Li, Atsushi Takata, Hiroyuki Nabae, Gen Endo, Koichi Suzumori
    • 学会等名
      The 65th Annual Conference of the Institute of Systems, Control and Information Engineers (SCI’21)
  • [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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