狭隘空間内への超網羅的供給・回収作業を可能とするヒモムシ規範型展開機構の研究

今年度の研究実績に関して特筆すべき点は２つある．まず操舵機構の開発について国内学会での一件の発表と発表賞を二件受賞した．これは提案した液体駆動式の先端伸展型ソフトロボットの伸展方向を変更するための方式についての研究である．2021年に我々が発表したロボットではチューブとワイヤを用いたシンプルな構造で操舵動作を実現できたが，最小曲げ半径や最大伸展長さなどの動作可能範囲が制限されていた．本年度はこの課題が操舵機構に用いられているチューブが原因だと考え，この問題を解決するべく，操舵機構の根本的な見直し，及び設計変更に取り組んだ．従来の根本までつながるチューブ機構の代わりに自走式のモータで駆動する曲げ機構を搭載した操舵機構を開発し，実機に導入した．これらの成果を国内学会で発表し，様々なロボット研究者からアドバイスを貰うことができた．そしてこれら一連のアイデアが評価され日本ロボット学会および情報科学研究科第28回博士後期課程学生発表会での研究賞の受賞につながった．次に3次元空間内での剛性や安定性を高めるために，柔らかい膜構造内部に硬い多関節リンクを組み合わせる構造を開発した．柔らかい膜構造は内圧を高めていくことで剛性を高めることができるが，一方で外部の物体に対しての馴染み変形など柔らかさによる利点も失われる．液体を使う場合，床面との接触によって形状を固定するため床面との接触がない箇所では動作が難しい．そこで柔らかい膜構造と硬いリンク構造を組み合わせた先端伸展構造を提案した．リンク構造に曲げ性能や柔剛切り替えの機能を持たせることで，単なる操舵動作のみならず耐荷重性を向上させることで物を持ち上げるなどのタスクも実現可能であり，提案する先端伸展構造のさらなる適応範囲拡大に寄与できる．このリンク機構の設計と基本特性に関してはIEEE RALに採択されICRA2023で発表予定である．

今年度の研究実績に関して特筆すべき点は２つある．まず操舵機構の開発について国内学会での一件の発表と発表賞を二件受賞した．これは提案した液体駆動式の先端伸展型ソフトロボットの伸展方向を変更するための方式についての研究である．2021年に我々が発表したロボットではチューブとワイヤを用いたシンプルな構造で操舵動作を実現できたが，最小曲げ半径や最大伸展長さなどの動作可能範囲が制限されていた．本年度はこの課題が操舵機構に用いられているチューブが原因だと考え，この問題を解決するべく，操舵機構の根本的な見直し，及び設計変更に取り組んだ．従来の根本までつながるチューブ機構の代わりに自走式のモータで駆動する曲げ機構を搭載した操舵機構を開発し，実機に導入した．これらの成果を国内学会で発表し，様々なロボット研究者からアドバイスを貰うことができた．そしてこれら一連のアイデアが評価され日本ロボット学会および情報科学研究科第28回博士後期課程学生発表会での研究賞の受賞につながった．次に3次元空間内での剛性や安定性を高めるために，柔らかい膜構造内部に硬い多関節リンクを組み合わせる構造を開発した．柔らかい膜構造は内圧を高めていくことで剛性を高めることができるが，一方で外部の物体に対しての馴染み変形など柔らかさによる利点も失われる．液体を使う場合，床面との接触によって形状を固定するため床面との接触がない箇所では動作が難しい．そこで柔らかい膜構造と硬いリンク構造を組み合わせた先端伸展構造を提案した．リンク構造に曲げ性能や柔剛切り替えの機能を持たせることで，単なる操舵動作のみならず耐荷重性を向上させることで物を持ち上げるなどのタスクも実現可能であり，提案する先端伸展構造のさらなる適応範囲拡大に寄与できる．このリンク機構の設計と基本特性に関してはIEEE RALに採択されICRA2023で発表予定である．