関節包・軟骨模倣構造を備えた力覚内蔵ロボット脚部による柔軟組織の機能解明

点击翻译按钮获取中文摘要

本年度は, 柔軟組織の機能として“高剛性構造に修復機能を付与する上で足場構造としての柔軟構造が不可欠”という着想の元, 潜在的にあらゆる機械システムへ修復機能を付与し得る”能動自己融解締結構造体”の構成論確立及びロボットへの実装を踏まえた電装系構築に取り組んだ. ロボットへの実装を踏まえた提案要素の改良を重視した結果, 脚移動ロボットへの実装自体は昨年度では終えられなかったが, 部品実装に関しする見積・構築準備が整えられており,大学に在学期間延長を申請した上で, 部品到着次第組み立て・評価実験に移ることが可能であると考える.能動自己融解締結構造体, すなわち"低融点金属製のボルトにヒータを一体成形した構造体”が本研究の核である. 自己修復に適した材質選定指針となる尺度の「破断修復エネルギー比率」を定量化したほか, 電装系の位置決めを含む一体成型法の確立, そしてねじ山荷重不均一現象を活用することで, 脚移動ロボットへの適用を見据えた高剛性, 高負荷伝達, 高速反応の要求を満たす修復構造の開発を達成した. 現在, 修復率向上を主な課題として研究を継続している.また, 自律的修復に向けた電装系の構成法を提案した. 電気抵抗値を活用することで, 破断状況及び修復の進行具合を取得させ, 外部評価センサ及び配線を最小限とした.現時点で評価用の脚移動ロボットの設計を完了しており, 行動ソフトウェアの構築を並列して進めている. 加えて, 提案コンポネントの適用範囲の拡大及び評価の為に, 構築のボトルネックであった部材冷却時間を短縮可能な金型ベースでの製法確立に取り組んでいる. 提案構造をはじめとする機電一体構造は, 一体成形プロセスの多くが熟練の必要な手作業を要求されるものであり, この問題の解決は, ロボットへの修復構造の付与に大きく寄与すると考え, 今後も研究を進めていく.