低融点変態を利用する自律的軟化変形ロボットの研究

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これまでのロボットは,ロボットの身体を剛体のリンク,あるいは,場所によっては弾性体のリンクを利用する構成するものであったが,ロボットが自律的にそのリンク素材の組成を変え,その形状と剛性を変えることができれば,環境や操作対象ごとにその身体部位を適合させた行動を実現することが可能となる可能性がある.本研究は,通常は固体であるが,比較的低い温度において液体に相変化が可能な低融点金属を利用してロボットのリンクを作ることによって自律的に自己の身体を軟化させ変形させられるロボットを実現することを目的としている.低融点金属によりロボットの構造リンクを作り,温度センサとヒータによりその溶融制御を行って,リンクの形状を環境に適合させることができるロボットを実現することがこれまでに可能となっており,以下の成果を得ることができた.(1)軟化変形モジュールの作成低融点金属として,比較的融点の高い合金を用い,構造内部にヒータを編むことによってモジュールを製作し,過熱効率を向上させることによって軟化および硬化に要する時間の短縮が可能な形のものを開発した.(2)溶融液体密封用素材の選定と密封構造の実装モジュールを覆うシリコンゴムとしては柔軟性の高いものを用いることによって構造変形の際に厚さのばらつきをなくし,部分的に強度が弱くならないような形の実装を行った.(3)変形行動のための行動計画生成と形状変形の制御実験軟化変形モジュールを複数リンクでつなぎ,全体の行動を計画するためのモーションプランナの開発を行った.確率的探索法を用いて全体の姿勢を探索する方法を用いた.シリアルにつないだロボットに対して動作実験を行うことが可能となった.