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2022 年度 実施状況報告書

仮想空間から再構成可能な進化ソフトロボットの4Dアセンブリ

研究課題

研究課題/領域番号 22K17972
研究機関山形大学

研究代表者

小川 純  山形大学, 有機材料システムフロンティアセンター, プロジェクト教員(准教授) (20773724)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードソフトロボティクス / ソフトアクチュエータ / 物理シミュレータ / 3Dプリンティング / ソフトマテリアル
研究実績の概要

当該年度は、3D印刷による柔軟構造を内包する空圧モジュールの連結性を熱可塑性ポリウレタン樹脂によるコネクターの開発により向上した。この改良により内包構造の拡張性も向上し,拡大縮小モジュールの製作を達成した.各々の空圧モジュールのコネクターの表面テクスチャーを変更し,低摩擦性・粘着性の付与などの効果の発現を実現した.連結による均一収縮,一軸収縮,せん断変形,屈曲変形の4パターンの真空駆動を仮想空間で設計可能な弾性体シミュレータの開発を実施した.設計者は属性の異なる立方体(ボクセル)を描画ソフトのように配置するだけでよく,変換スクリプトで各姿勢・変形に応じたモジュールモデルを検証することが可能になった.

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

計画書に記載の内容の達成に加え,本開発技術は次年度以降に想定していたウェアラブルデバイスやソフトロボットのプロトタイプ構築に着手し,一部成功しているため.

今後の研究の推進方策

翌年度以降は,本モジュールに含まれる実駆動上の課題の解決を実施する.空圧アクチュエータの外的な物理的制約による挙動のキャンセルを解消する方法を発見し,実ロボットの駆動系として十分に機能しうる方法を検証する.またシミュレータを用いてロボット設計を自動化し,タスク達成に最適な構成を発見する方法を提案し,実施する.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] MORI-A: Soft Vacuum-Actuated Module With 3D-Printable Deformation Structure2022

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Jun、Mori Tomoharu、Watanabe Yosuke、Kawakami Masaru、Shiblee MD Nahin Islam、Furukawa Hidemitsu
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 7 ページ: 2495~2502

    • DOI

      10.1109/LRA.2022.3144789

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] MORI-A CPS: Soft modular actuator support with 4D assembly simulation2023

    • 著者名/発表者名
      Shoma Abe, Jun Ogawa, Yosuke Watanabe, MD Nahin, Islam Shiblee, Masaru Kawakami, Hidemitsu Furukawa
    • 学会等名
      28th International Symposium on Artificial Life and Robotics 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] 阿部 壮真, 小川 純, 渡邉 洋輔, エムディナヒン イスラム シブリ, 川上 勝, 古川 英光2023

    • 著者名/発表者名
      真空駆動ソフトモジュラーロボット MORI-A FleX のウェアラブルデバイスへの展開
    • 学会等名
      第53回東北学生会卒業研究発表講演会
  • [学会発表] Application of 3D Printed Vacuum-actuated module with Multi-Soft Material to Support Handwork Rehabilitation2022

    • 著者名/発表者名
      Shoma Abe, Jun Ogawa, Yosuke Watanabe, Md Nahin Islam Shiblee, Masaru Kawakami, Hidemitsu Furukawa
    • 学会等名
      The 16th International Symposium on Distributed Autonomous Robotic Systems 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 阿部壮真, 小川純, 渡邉洋輔, MD Nahin, Islam Shiblee, 川上勝, 古川英光2022

    • 著者名/発表者名
      身体に適応するウェアラブルソフトマシンの検討
    • 学会等名
      4DFF2022 2022年10月
  • [学会発表] やわらかものづくりによる駆動系・識別系ソフトマシン研究2022

    • 著者名/発表者名
      小川純
    • 学会等名
      日本精密工学会次世代センサ・アクチュエータ委員会 第28回定期講演会
    • 招待講演
  • [図書] やわらかものづくりハンドブック2022

    • 著者名/発表者名
      古川 英光、川上 勝
    • 総ページ数
      600
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437800
  • [備考] Jun Ogawa's Personal Website

    • URL

      https://www.junogawa.org/

  • [備考] やわらか3D共創コンソーシアム ソフトマシンDOJO

    • URL

      https://soft3d-c.jp/softmachinedojo/

  • [産業財産権] ROBOT COMPONENT MODULE, ROBOT2023

    • 発明者名
      小川純,森智晴,渡邉洋輔,川上勝,古川英光
    • 権利者名
      小川純,森智晴,渡邉洋輔,川上勝,古川英光
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2022/033562
    • 外国

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公開日: 2023-12-25  

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