2022 Fiscal Year Annual Research Report
Realization of smart artificial muscles by braider technology and their applications to soft robots
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20K04240
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
脇元 修一 岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (40452560)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 人工筋肉 / ソフトアクチュエータ / ソフトロボット / センサ / 光ファイバ / 製紐プロセス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，収縮型，湾曲型の人工筋肉にセンサを複合することで機能性を高め，それをソフトロボットへ展開している。
収縮型人工筋肉の研究では，光ファイバをらせん状に組み込んだ繊維スリーブを用いることで，収縮量のセンシングが可能な収縮型スマート人工筋肉を開発している。この収縮型スマート人工筋肉を並列に配置することで，双方向へ湾曲動作が可能なメカニズム（双方向湾曲メカニズム）を構築している。光ファイバをセンサとして利用するためには発光素子，受光素子ガ用いられる。柔軟なメカニズムを構築には，これらの素子をメカニズムの基部に集中配置する必要がある。そのため，光ファイバを端部で折り返すことが可能な新たな製作プロセスを実現し，これによって各素子の基部への集中配置を実現した。また，収縮型人工筋肉とソフトセンサを用いたソフトロボットアームを構築し，その姿勢推定に関する研究を実施した。リカレントニューラルネットワークを導入することで，ソフトロボットアームの姿勢推定を実現した。
湾曲型人工筋肉では，光ファイバを人工筋の軸方向に沿って配置している。これにより，人工筋肉の湾曲量が推定可能であり，これをフィンガとしたロボットハンドを開発している。今年度，湾曲関節を2つ有するロボットフィンガの製作プロセスを新たに実現した。光ファイバの表面を加工することで，局所的に湾曲に対するセンサ感度を高めることが可能であり，これによって，各湾曲関節の湾曲量の推定が実現できた。
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