Soft robot control based on electrohydrodynamic mechatronics

基于电流体动力机电一体化的软体机器人控制

• 批准号: 22KJ2740
• 负责人: 桑島 悠
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Shibaura Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2740/
• 关键词: 電気流体力学; セルフセンシング; ポンプ; 電界駆動型デバイス; 絶縁性液体; ソフトロボット

本研究では”EHD（電気流体力学）ポンプによる電気と流体の変換”および、”流体回路を組み合わせた電気流体回路”を目指している。2021年度は”EHDポンプの外部から流入する流量に対する電流応答調査”を実施した。その原理的検証、モデル構築や性能調査を実施した。理論的検証から、拡散電流と流量の関係性を利用した、新たな検知メカニズムを提案した。2022年度は本研究を更に発展させ、自己流量検知型EHDポンプの開発を行った。これにより、EHDポンプ自体の出力流量のモニタリングが可能になった。既存の流体システムはその流量検知に、新たにセンサを追加する必要があるが、自己流量検知型EHDポンプはその電流値から流量の推定を行うので、新たなセンサを実装する必要がなく、そのシステムを小型に保つことができる。本研究では自己流量検知型EHDポンプのセンシングモデル構築およびその感度、繰り返し性、理論との整合性を評価した。また、ウェアラブル冷却、加熱応用に向けて、制御電源回路と自己検知EHDポンプを小型に設計し、ワイヤレス化を実現した。これにより、ユーザーはデバイス収納時において、スマートフォンを通じて冷却、加熱、チューブの閉塞のモニターが可能である。さらに、”流体回路を組み合わせた電気流体回路”に向けて、電極材料や電極ジオメトリの最適化を行うことで、高精度で長時間運用可能なEHDポンプの開発を行っている。今後は、最適化されたEHDポンプをを用いて、”流体回路を組み合わせた電気流体回路”の構築を行い、4足歩行型自立ロボットの開発を行う。

This study で は "EHD (electric 気 fluid mechanics) ポ ン プ に よ る electric 気 と fluid の variations in" お よ び group, "fluid loop を み close わ せ た electricity 気 fluid loop" を refers し て い る. 2021 は "EHD ポ ン プ の external か ら inflows す る flow に す seaborne る current 応 a survey" を be applied し た. Youdaoplaceholder1 proof of the そ mechanism principle, モデ モデ construction や performance investigation を implementation た. Theory 検 pass か ら と, company, current flow の masato is sex を し た, new た な 検 know メ カ ニ ズ ム を proposal し た. In 2022, を this research を further developed に, and our own traffic 検 type EHDポ プ プ <s:1> <s:1> further developed を った. <s:1> れによ, EHDポ プ プ self-generated <s:1> output flow <s:1> モニタリ モニタリ グが グが may になった. Existing の fluid シ ス テ ム は そ の flow 検 に, new た に セ ン サ を additional す る necessary が あ る が, own flow 検 EHD ポ ン プ は そ の current numerical か ら flow の presumed line を う の で, new た な セ ン サ を be loaded す る necessary が な く, そ の シ ス テ ム を small に bartender つ こ と が で き る. This study で は 検 know their flow type EHD ポ ン プ の セ ン シ ン グ モ デ ル build お よ び そ の sensitivity, Qiao り return し sex, theoretical と の integrated を review 価 し た. ま た, ウ ェ ア ラ ブ ル cooling and heating 応 with に to け て, royal power supply circuit と own 検 EHD ポ ン プ を small に design し, ワ イ ヤ レ ス change を be presently し た. こ れ に よ り, ユ ー ザ ー は デ バ イ ス 収 when に お い て, ス マ ー ト フ ォ ン を tong じ て cooling, heating, チ ュ ー ブ の occlusion の モ ニ タ ー が may で あ る. さ ら に, "fluid loop を group み わ せ た electricity 気 fluid loop" に to け て や, electrode material and electrode ジ オ メ ト リ の line optimization を う こ と で, high precision で use for a long period of time will な EHD ポ ン プ の open 発 を line っ て い る. Future は, optimization さ れ た EHD ポ ン プ を を with い て group, "fluid loop を み close わ せ た electricity 気 fluid loop" の lines build を い, 4 foot step type independent ロ ボ ッ ト の open 発 う を line.

项目成果

電気化学反応に基づいて駆動し流体を検知する２in１トランスデューサを開発

开发了基于电化学反应驱动并检测流体的二合一传感器。

EPFL(スイス)

洛桑联邦理工学院（瑞士）

Electrochemical Dual Transducer for Fluidic Self-Sensing Actuation

• DOI: 10.1021/acsami.1c21076
• 发表时间: 2022-01-07
• 期刊: ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
• 影响因子: 9.5
• 作者: Kuwajima, Yu;Seki, Yumeta;Maeda, Shingo
• 通讯作者: Maeda, Shingo

University of Gadjah Mada(インドネシア)

加札马达大学（印度尼西亚）

Active suction cup with detecting softness

带检测柔软度的主动吸盘

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Kuwajima;Y. Yamada;N. Hosoya;S. Maeda
• 通讯作者: S. Maeda