口腔系・喉頭系の実体モデルとしての剛柔混成機構系による機械式発話ロボットの開発

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柔軟舌機構のための(A) ワイヤ駆動による柔軟物伸長機構として，2種の機構を開発した．1つ目は，(A-a) 五節剛体リンク機構による伸縮運動と，柔軟物の局所部分の曲げ剛性を小さくすることに着想を得た，五節柔軟リンク機構であり，2つ目は，(A-b) ワイヤのように柔軟に曲げられるが引張圧縮方向には変形しないフレキシブルチューブと，ワイヤを組み合わせた伸縮・湾曲機構である．機構(A-a)について，リンク機構の閉ループ内を中空としたものと，柔軟リンク部を構成する柔軟樹脂よりも柔らかい柔軟樹脂で満たしたものを製作し，変形動作を検証した．柔軟舌機構は，その音響インピーダンスを考慮すると，前者の中空構造となることが適さないため，採用すべき後者の中実構造の場合の変形モデルを構築する必要がある．そのための材料力学的な変形モデルおよび実験環境を構築しているところである．機構(A-b)について，2次元平面内で伸長・収縮・湾曲運動が可能な3自由度の機構を開発した．(B) 柔軟物のソフトチューブ埋込式ワイヤ駆動機構として，前年度までの科研費若手研究課題で開発した収縮・湾曲運動が可能な2自由度の機構を発展させ，これを直列に配置した4自由度の機構を開発した．これの制御システムを構築し，運動性能を評価した．この制御システムについて，査読付き国際会議にて発表した．柔軟機構の変形をセンシングするために，カーボンナノチューブとシリコーン樹脂による導電性柔軟樹脂を開発し，その電気抵抗の応答性を評価した．ヒト声帯襞は比較的硬いボディ層と比較的柔らかいカバー層に分けることができる，という解剖学の知見に基づき．異なる柔らかさの柔軟樹脂を段階的に一部品に成形することで，ヒト同様の二層構造声帯襞を持つ声帯機構を製作した．また，ヒト成人男性と同程度の基本周波数の発声が可能であることを確認した．