Soft robot control based on electrohydrodynamic mechatronics

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。

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。