キツツキの舌に学んだ高ペイロード伸縮屈曲ロボットアーム

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介護・福祉・災害救助などの非構造化環境において、安全かつ力強い伸縮ロボットアームの活躍が期待されている。例えば、伸縮アームは、伸びたり曲がったりしながら周囲の障害物を避けて目標物まで到達し、それが重たい荷物であっても持ち上げて操作する。このようなコンセプトはアニメや映画の世界ではよく見られるが、その実現は容易ではない。なぜなら、マジックハンドなどの剛体伸縮構造は屈曲動作ができず、ソフトロボットなどの柔軟伸縮構造は可搬重量が低いためである。そこで本研究は、しなやかさと頑強さを兼ね備えるキツツキの舌骨構造から着想を得た、高ペイロード伸縮屈曲ロボットアームを開発する。初めに、本研究のキーテクノロジーである「キツツキの舌骨を模倣した伸縮屈曲機構」を２次元から3次元に拡張する。次に省スペース化のために、マニピュレータの折り畳み機構を提案し、最適な折り畳み方を明らかにする。また配線レス化のために、駆動ユニット内部にバッテリ、マイコン、通信装置を組み込んだ小型モジュールの開発を行う。最後に試作したマニピュレータの運動モデルを構築し、モデルに基づいた制御手法の開発に取り組む。3次元空間で動作するマニピュレータの軌道追従性およびペイロード下の手先精度を評価する。申請者の提案手法は、ロボットマニピュレータにおけるシンプルな基礎技術であり応用範囲が広い。スーパーのバックヤードから災害救助現場に至るまで、安全かつ器用に働くマニピュレータの基礎として役立つだろう。