| 研究課題/領域番号 |
19K21946
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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20:機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
林 靖彦 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (50314084)
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| 研究分担者 |
松本 英俊 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (40345393)
西川 亘 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (80243492)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| キーワード | 人工筋肉 / カーボンナノチューブ紡績糸 / ポリマー糸 / エントロピー弾性 |
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| 研究成果の概要 |
カーボンナノチューブ（CNT）ウエブに電流を印加して発生するジュール熱を使い，エラストマー糸を伸縮させる人工筋肉の実現には，これまでに培ってきた「硬い」アクチュエータ機構の概念は利用できない．このため，やわらかなエラストマーと電気・熱などの外部刺激をどのように複合化するかなど設計・作製について研究を行った．CNTの弾性率がエラストマーに比べ大きく，このためエラストマー糸の延伸が妨げられ，伸縮動作が十分に発揮できない問題が明らかになった．このため，CNTウエブをエラストマー糸に巻き付ける方法を提案し，その作製条件の最適化することで，生体筋やナイロン6,6糸に比べて大きな発生力を実現した．
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| 自由記述の分野 |
ナノ材料・ナノ物性
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，カーボンナノチューブ（CNT）ウエブをエラストマー糸に巻き付ける方法で複合化した人工筋肉の実現を目指している．大きな変位と高出力を実現する複合構造を検討し，ベンチマークとなる生体筋やナイロン6,6（ポリマー糸）に比べて大きな発生力を実現した．CNTウエブに電流を印加し発生するジュール熱で，細いエラストマー糸が伸長収縮動作する新たな動力源となり，柔軟，機械駆動装置や金属を使うこと無く大きく伸縮し，軽量で高い出力を同時実現できる．柔らかさと曲げなど適応性を限りなく追究した人型ロボットの要素技術の確立につながり，ロボットやパワーアシストスーツなどによる人間支援の要求に資する技術である．
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