Development and Implementation of a Flexible Ionic Gel Sensor for Soft Robots

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K14696
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Ohashi Hirono 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 特任研究員(常勤) (60853562)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 接触センサ / イ オ ン 液体/イ オ ン ゲ ル / ソ フ ト セ ン サ / ソ フ ト ロ ボ ッ ト

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to develop a soft tactile sensor using ionic gel. The original research plan as follows: (1) analysis of sensor characteristics by changing channel arrangements and silicone rubber softness, (2) development of the sensor that can estimate contact position, and (3) fabrication of a robot with a whisker sensor and its evaluation method. 1) We found that the resolution of a specific stimulus varies depending on the channel design. 2) We developed the soft tactile sensor having two channels with different slopes for contact position and pressure estimation. 3) We developed a vehicle robot equipped with a whisker sensor. The sensor detects the deflection of the whiskers regardless of the running speed, and the robot can avoid obstacles.

Free Research Field

行動生理， 神経科学， ソ フ ト ロ ボ テ ィ ク ス ， 生体工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでの接触センサはシート状のものであり，衝撃性に弱く，複雑な構造や大きなサイズのアクチュエータに使用するのは困難であった．そこで，それら問題を解決すべく，シリコーンゲルにイオンゲルが内在するイオンゲルセンサの開発に挑戦し，配置と軟度の組合せによる接触センサの特性変化の解析を行った．これにより，耐衝撃性を有し，かつ，流路デザインによって多種多様な接触センサができることが期待される．さらに，シリコーンゲルは造形が容易で，それ自体がアクチュエータとなりうるため，センサを搭載するアクチュエータの自由度が飛躍的に向上するといえる．