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2023 年度 実績報告書

切り紙構造が誘起する折り紙構造の学理創出とデバイス実証

研究課題

研究課題/領域番号 22H04954
研究機関早稲田大学

研究代表者

岩瀬 英治  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70436559)

研究分担者 舘 知宏  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (50586740)
尾上 弘晃  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30548681)
斉藤 一哉  九州大学, 芸術工学研究院, 准教授 (40628723)
研究期間 (年度) 2022-04-27 – 2027-03-31
キーワード折り紙 / 切り紙 / フレキシブルデバイス / self-folding / Kiri-origami構造
研究実績の概要

2023年度は、課題を3つの柱に分けて研究を遂行した。1つ目の柱は「(A) 切り紙構造が誘起する折り紙構造(Kiri-origami構造)の学理の創出」であり、本研究課題の学術的な側面の研究である。2つ目の柱は「(B) Kiri-origami構造を用いたデバイスの製作手法および評価手法の確立」であり、本研究課題の工学的な側面の研究である。3つ目の柱は「(C) Kiri-origami構造デバイスの社会実証」であり、本研究課題の産業応用的な側面を担う研究である。
具体的には「(A) 切り紙構造が誘起する折り紙構造(Kiri-origami構造)の学理の創出」に関しては、舘グループではラティス構造に「パラレルモード」「スキューモード」の2種類のモードがあることを特定すると共に、モード切り替えを利用し材料の性質がスイッチできることを示し、斉藤グループではキヌガサダケを規範としたAuxeticな展開をするパターンとその設計法を提案した。「(B) Kiri-origami構造を用いたデバイスの製作手法および評価手法の確立」に関しては、岩瀬グループでは自己折り誘起デバイスの製作手法として把持条件を工夫したKiri-origami構造の折り上げ方法を提案した、尾上グループではDNAを使った新規な製作手法のための準備研究を行った。「(C) Kiri-origami構造デバイスの社会実証」に関しては、Kiri-origami製法によるハニカムコア構造の製作方法を検討した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の計画の通りかそれ以上に、切り紙構造が誘起する折り紙構造の解析や製作、評価を行うことができたため。また、個々のグループでの研究が進んだだけではなく、それぞれのグループの強みを生かした協働研究の成果が得られ、協働研究の内容での査読有国際学会への採択等、当初の計画以上の成果を得たため。

今後の研究の推進方策

今後は、今年度に引き続き、Kiri-origami構造の学理創出や設計手法の構築、社会実装を目指した製造手法の確立のための研究を実施する。

  • 研究成果

    (37件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 10件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] シンガポール工科デザイン大学(シンガポール)

    • 国名
      シンガポール
    • 外国機関名
      シンガポール工科デザイン大学
  • [国際共同研究] シェフィールド大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      シェフィールド大学
  • [雑誌論文] Bilayer Self‐Folding Method with High Folding Force and Angle by Suppressing Delamination of Shrink Layer2024

    • 著者名/発表者名
      Sato Yusuke、Sato Takashi、Iwase Eiji
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 19 ページ: 908~914

    • DOI

      10.1002/tee.24055

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transformable Surface Mechanisms by Assembly of Geodesic Grid Mechanisms2023

    • 著者名/発表者名
      Nishimoto Seri、Tachi Tomohiro
    • 雑誌名

      Advances in Architectural Geometry 2023

      巻: - ページ: 221~234

    • DOI

      10.1515/9783111162683-017

    • 査読あり
  • [学会発表] No-distortion Deformation of Kirigami Structures Using Active Gripping2024

    • 著者名/発表者名
      Nagi Nakamura, Eiji Iwase
    • 学会等名
      The 37th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2024)
    • 国際学会
  • [学会発表] Bioinspired Deployable Structures2024

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Saito
    • 学会等名
      OIST-Kyudai Joint Symposium Series 1: Bio-Inspired Wonders and Energy Innovations
  • [学会発表] Design and Evaluation of Compliant Hinges for Deployable Thick Origami Structures2023

    • 著者名/発表者名
      Munkyun Lee, Tomohiro Tachi
    • 学会等名
      The International Association for Shells and Spatial Structures 2023 (IASS2023) Integration of Design and Fabrication
    • 国際学会
  • [学会発表] Acoustically Levitated Structural Color Voxels with Varied Ultrasound Sensitivity for Arial Displays2023

    • 著者名/発表者名
      Hayato Goto, Satoshi Nishita, Hiroaki Onoe
    • 学会等名
      The 27th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (microTAS2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Pump-free Unidirectional Colloid Transport System based on Light-driven Self-assembly in Wedge-shaped Gap2023

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Watanabe, Hiroaki Onoe
    • 学会等名
      The 27th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (microTAS2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Output Characteristics on Kirigami Thermoelectric Generator by Three-Dimensional Deformation and Geometric Shapes2023

    • 著者名/発表者名
      Singo Terashima, Eiji Iwase
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Bilayer Self-Folding Method with High Folding Force and Angle by Suppressing Delamination of Shrink Layer2023

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sato, Takashi Sato, Eiji Iwase
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation Method of Out-of-Plane Deformation on Kirigami Structure with Repetitive Slit Patterns on Concentric Circles2023

    • 著者名/発表者名
      Miyako Mizuna, Eiji Iwase
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] High-SA/V-ratio TiO2-nanoparticle-encapsulating Hydrogel Unit Promotes Efficient Light-driven Self-assembly2023

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Watanabe, Hiroaki Onoe
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Color Controllable Hydrogel Voxels for Ultrasonic Aerial Displays2023

    • 著者名/発表者名
      Hayato Goto, Satoshi Nishita, Hiroaki Onoe
    • 学会等名
      The 18th Annual International Conference on Micro/Nano Engineered and Molecular Systems (NEMS2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Photolithographically Patterned TiO2-nanoparticle-encapsulating Hydrogel Unit for Light-controlled Self-assembly of Silica Colloids2023

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Watanabe, Hiroaki Onoe
    • 学会等名
      The 18th Annual International Conference on Micro/Nano Engineered and Molecular Systems (NEMS2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] 生物模倣展開構造の開発2023

    • 著者名/発表者名
      斉藤一哉
    • 学会等名
      折り紙の科学を基盤とするアート・数理および工学への応用Ⅳ
    • 招待講演
  • [学会発表] 2軸伸縮性を有する切り紙型熱電発電デバイスの作製2023

    • 著者名/発表者名
      寺嶋真伍, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第14回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] カーボンナノチューブシートを用いた3次元熱電発電デバイスの評価2023

    • 著者名/発表者名
      岩佐勇樹, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第14回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] 端部の把持条件による切り紙構造の変形の評価2023

    • 著者名/発表者名
      中村凪, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第14回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] 同心円状の周期的な切り込みを持つ切り紙構造における面外変形の開き角計測2023

    • 著者名/発表者名
      水名京, 中川滉大, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第14回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] 引張による折れ上がりが可能な切り紙型熱電発電デバイスの設計2023

    • 著者名/発表者名
      小口篤紀, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第14回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] 面積変化を伴わない切り紙構造による視覚的質感の可変提示2023

    • 著者名/発表者名
      杉原大樹, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第14回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] 同心円状の周期的な切込みを持つ切り紙構造における面外変形の半径依存性評価2023

    • 著者名/発表者名
      中川滉大, 水名京, 岩瀬英治
    • 学会等名
      日本機械学会 第14回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] 光駆動自己組織化を基盤としたコロイドの空間的制御システムの構築2023

    • 著者名/発表者名
      渡邉夏海, 尾上弘晃
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第48回研究会
  • [学会発表] カレイドサイクル・テッセレーション ―円と鏡による表現法と連結パターンへの応用―2023

    • 著者名/発表者名
      天童智也, 舘知宏
    • 学会等名
      2023年度 日本図学会大会
  • [学会発表] 任意プロファイルを持つ柱面に折り変形する切紙構造2023

    • 著者名/発表者名
      十塚響, 安逹瑛翔, 舘知宏
    • 学会等名
      第18回コロキウム構造形態の解析と創生2023
  • [学会発表] 任意平面ポリラインに沿って柱面に折り変形する切紙構造2023

    • 著者名/発表者名
      十塚響, 安逹瑛翔, 舘知宏
    • 学会等名
      第35回折り紙の科学・数学・教育研究集会
  • [学会発表] カレイドサイクルを平面状に連結した1自由度機構2023

    • 著者名/発表者名
      天童智也, 舘知宏
    • 学会等名
      第35回折り紙の科学・数学・教育研究集会
  • [学会発表] 白銀比双対タイリング折紙2023

    • 著者名/発表者名
      安達瑛翔
    • 学会等名
      第35回折り紙の科学・数学・教育研究集会
  • [学会発表] キヌガサタケの菌網の展開について2023

    • 著者名/発表者名
      北島千朔, 斉藤一哉, 末廣 香織
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗 オーガナイズドセッション
  • [学会発表] 折り線を有する切り紙構造の折り上げのための折り線部と平板部の曲げ剛性比の設計2023

    • 著者名/発表者名
      河原慶嗣, 岩瀬英治
    • 学会等名
      令和5年度 電気学会E部門 総合研究会
  • [学会発表] 超音波浮遊型ディスプレイのための構造色制御ハイドロゲルボクセル2023

    • 著者名/発表者名
      後藤颯, 西田知司, 尾上弘晃
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2023
  • [学会発表] キュービックコアの長方形型への一般化と複層化2023

    • 著者名/発表者名
      十塚響, 安逹瑛翔, 舘知宏
    • 学会等名
      第34回折り紙の科学・数学・教育研究集会
  • [学会発表] 接着面を持ち引張変形可能な切紙構造2023

    • 著者名/発表者名
      安逹瑛翔, 舘知宏
    • 学会等名
      第34回折り紙の科学・数学・教育研究集会
  • [備考] 研究紹介

    • URL

      https://www.waseda.jp/inst/research/news/76638

  • [備考] 学術論文紹介

    • URL

      https://www.waseda.jp/inst/research/news-en/76980

  • [備考] 日本学術振興会 科研費 研究成果トピックス

    • URL

      https://www.jsps.go.jp/file/storage/kaken_37_topics/00456-32689-70436559.pdf

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公開日: 2024-12-25  

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