2019 Fiscal Year Annual Research Report
Flexible mobile robot for inspection driven by ciliary actuators
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17K06255
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
木村 仁 東京工業大学, 工学院, 助教 (60376944)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 水力学的骨格 / 柔軟ロボット / 繊毛アクチュエータ / 機械式制御弁 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではミミズやイソギンチャクなどに見られる水力学的骨格を利用した全体が柔軟な移動機構の開発を目指している。ウレタンゴムシートを溶着して構成される密閉型袋状を利用すると、柔軟な本体構造と、やはり柔軟な繊毛アクチュエータを製作することができる。この繊毛アクチュエータには駆動力を発生して移動に利用する有効打と、駆動力を発生せずに元の形状に復元する回復打のふたつのプロセスがあり、特に回復打の実現は重要なポイントである。もし回復打が実現できない場合、そのアクチュエータは往復運動を繰り返すだけになるからである。
過去に申請者らは２つ以上の袋状構造を組み合わせて繊毛アクチュエータを実現していたが、本申請課題では全く新しい構造を利用することでひとつの袋状構造だけで繊毛アクチュエータを実現した。
提案ロボットは複数の繊毛アクチュエータを協調させ、特定のパターンで繰り返し作動させることで移動する。しかし、各アクチュエータを個別の電磁弁などで制御すると必要な弁の数が大変多くなり、重量と体積がともに大きくなる問題がある。また、各電磁弁の流量もそれほど大きくすることは難しい。そこで本研究では専用の大流量小型機械式多分岐弁を提案した。この機械式弁は層状の機械式弁を積層させることで、小型ながら多数の弁を実装することが可能である。
上記の成果により、本申請課題では床下などを検査する目的の薄型構造の全体が柔軟な全方向移動繊毛ロボットを実現した。
提案ロボットは地形に適応して柔軟に変形可能である。この技術を利用して、人体の形状に応じて柔軟に変形する能動枕の開発を試みた。能動枕の形状をセンシングすることで、寝心地の良い枕や寝具を開発できる可能性が示唆された。
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