Explosive morphological evolution of soft-bodied robots inspired by plants, protists, and inorganic materials

受植物、原生生物和无机材料启发的软体机器人的爆炸性形态进化

• 批准号: 21H01289
• 负责人: 梅舘 拓也
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01289/
• 关键词: ソフトロボティテクス; 柔軟曲面; デジタルファブリケーション; ソフトロボティクス; 柔軟梁; ソフト・ロボティクス; 形態形成

本研究は，植物，原生生物，無機物(シャボン膜や結晶成長)の形成形態をお手本とし，ソフトロボットの機構設計を提案する．2年目である2022年度は，１年目で行った柔軟梁の設計の成果発表を行うとともに，柔軟梁の設計をもとにシート構造の設計を行うことで，3年目の達成目標である分岐構造を設計に発展させられるような設計基盤の確立を行った．柔軟梁状リンク構造に弾性エネルギを蓄積し，一気に開放することで移動運動を行う「Upside-down Brachiation Robot Using Elastic Energy Stored through Soft Body Deformation」を，IEEE Robotics Automation Letterで出版し，ロボット系トップカンファレンスであるIROS2022に採択され，発表した（採択率48%)．また，インハンドマニピュレーションが可能な圧縮変形と曲げ変形が同時に可能なハンド「In-hand Manipulation Exploiting Bending and Compression Deformations of Caterpillar-Locomotion-Inspired Fingers」もIROS2022に採択され，発表した．この発明は，特許として出願した（小野寺智哉，梅舘拓也， "把持装置、把持機構、把持方法、およびロボット装置，" 特願2022-039424）．加えて，効率的な推進力が発生するように変形する柔軟脚を設計した「Conversion of Elastic Energy Stored in Legs into Propulsive Force on a Hexapod Robot」を国際学会Living Machines2022に投稿，採択され，発表した．

This study focuses on plants, protozoa, and inorganic matter. The design of flexible beam is carried out in the year of 2022. The design of flexible beam is carried out in the year of 2022. "Upside-down Brachiation Robot Using Elastic Energy Stored through Soft Body Deformation," IEEE Robotics Automation Letter, published in IROS2022. "In-hand Manipulation Exploiting Bending and Compression Deformations of Caterpillar-Locomotion-Inspired Fingers" was published in IROS2022. (Tomoya Onodera, Takuya Umedan,"Control Device, Control Mechanism, Control Method, Control Device," Japanese Patent Application 2022-039424). "Conversion of Elastic Energy Stored in Legs into Propulsive Force on a Hexapod Robot" was submitted to the International Society for Living Machines2022.

项目成果

円錐台型アクチュエータを連結した曲面形状ロボットのアクチュエータ圧力と半径の変換則導出

具有连接截锥形执行器的弯曲机器人的执行器压力和半径转换定律的推导

• 发表时间: 2022
• 作者: Mizuki Suka;Yu Kimura;Hirokazu Konishi;Norimitsu Sakagami;Takahiro Wada;Koichi Koganezawa;坂本康介，梅舘拓也，岩本憲泰
• 通讯作者: 坂本康介，梅舘拓也，岩本憲泰

Planar Conformal Deformation of Robotic S-Isothermic Surface

机器人S等温面的平面共形变形

• DOI: 10.1109/lra.2022.3203238
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEEE Robotics and Automation Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: Noriyasu Iwamoto;Daiki Kusakabe;Takuya Umedachi
• 通讯作者: Takuya Umedachi

In-hand Manipulation Exploiting Bending and Compression Deformations of Caterpillar-Locomotion-Inspired Fingers

利用受毛毛虫运动启发的手指的弯曲和压缩变形进行手动操作

• 发表时间: 2022
• 作者: Tomoya Onodera;Noriyasu Iwamoto;Takuya Umedachi
• 通讯作者: Takuya Umedachi

Measuring Motion of Deformed Surfaces for Soft-bodied Robots/Animals with Multi-colored Markers

使用多色标记测量软体机器人/动物变形表面的运动

• DOI: 10.1109/robosoft54090.2022.9762129
• 发表时间: 2022
• 期刊: 2022 IEEE 5th International Conference on Soft Robotics (RoboSoft)
• 作者: Kohei Hanaoka;Masahiro Shimizu;Shunsuke Shigaki;Takuya Umedachi
• 通讯作者: Takuya Umedachi

S-isothermic曲面形状ロボットの各アクチュエータの圧力と半径の関係

S等温曲线机器人各执行器压力与半径关系

• 发表时间: 2023
• 作者: Naoki Ito;Masaru Takeuchi;Katsuhiro Tokutake;Tadayoshi Aoyama;Sota Saeki;Shigeru Kurimoto;Hitoshi Hirata;Yasuhisa Hasegawa;青野浩平，孔徳卿，青柳学;Jianglong Guo;杉本靖博，浪花啓右，中西大輔，大須賀公一;若本稜生，増田容一，郡司芽久，福原洸，多田隈建二郎，石川将人;岡田昌史，于 歌;倉又 菜津子，野尻 晴太，堀内 優輝，西村 斉寛，渡辺 哲陽;栗田雄一;町田渉，坂本康介，梅舘拓也，岩本憲泰
• 通讯作者: 町田渉，坂本康介，梅舘拓也，岩本憲泰