| 研究課題/領域番号 |
22K03988
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| 研究機関 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
遠藤 信綱 東京電機大学, 未来科学部, 准教授 (30535844)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | ソフトロボティクス / 発話ロボット / 舌 / 声帯 / 柔軟センサ |
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| 研究実績の概要 |
柔軟舌機構のための(A) ワイヤ駆動による柔軟物伸長機構として，2種の機構を開発した．1つ目は，(A-a) 五節剛体リンク機構による伸縮運動と，柔軟物の局所部分の曲げ剛性を小さくすることに着想を得た，五節柔軟リンク機構であり，2つ目は，(A-b) ワイヤのように柔軟に曲げられるが引張圧縮方向には変形しないフレキシブルチューブと，ワイヤを組み合わせた伸縮・湾曲機構である．機構(A-a)について，リンク機構の閉ループ内を中空としたものと，柔軟リンク部を構成する柔軟樹脂よりも柔らかい柔軟樹脂で満たしたものを製作し，変形動作を検証した．柔軟舌機構は，その音響インピーダンスを考慮すると，前者の中空構造となることが適さないため，採用すべき後者の中実構造の場合の変形モデルを構築する必要がある．そのための材料力学的な変形モデルおよび実験環境を構築しているところである．機構(A-b)について，2次元平面内で伸長・収縮・湾曲運動が可能な3自由度の機構を開発した．
(B) 柔軟物のソフトチューブ埋込式ワイヤ駆動機構として，前年度までの科研費若手研究課題で開発した収縮・湾曲運動が可能な2自由度の機構を発展させ，これを直列に配置した4自由度の機構を開発した．これの制御システムを構築し，運動性能を評価した．この制御システムについて，査読付き国際会議にて発表した．
柔軟機構の変形をセンシングするために，カーボンナノチューブとシリコーン樹脂による導電性柔軟樹脂を開発し，その電気抵抗の応答性を評価した．
ヒト声帯襞は比較的硬いボディ層と比較的柔らかいカバー層に分けることができる，という解剖学の知見に基づき．異なる柔らかさの柔軟樹脂を段階的に一部品に成形することで，ヒト同様の二層構造声帯襞を持つ声帯機構を製作した．また，ヒト成人男性と同程度の基本周波数の発声が可能であることを確認した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
柔軟舌機構について，基本的な機構部分の開発は達成しており，変形モデリングおよび制御システムの構築にも着手しているので，十分な進捗といえる．ただし，柔軟物の変形形状のセンシングについては，若干の遅れがみられる．
声帯機構についても，基本的な機構部分の開発は達成しており，当初計画通りの進捗といえる．
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| 今後の研究の推進方策 |
柔軟舌機構について，変形モデリングおよび実機検証を行う．また，柔軟物の変形形状のセンシング手法として，導電性柔軟樹脂による手法を引き続き進めるが，同時にそれ以外の手法も検討する．
声帯機構について，甲状軟骨および披裂軟骨によるヒト声帯の緊張運動を機構的に再現し，声帯機構の緊張具合の変化と，発声される喉頭原音の基本周波数の変化を評価する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
国際会議発表にかかる費用を別予算から工面できたため，次年度使用額が生じた．次年度の物品費購入もしくは学会発表費用に充てられる．
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