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A soft biomimetic robotic micro-manipulation system

软仿生机器人微操作系统

基本信息

批准号：
22KF0099
负责人：
新井史人
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

サイズが小さく，柔らかいものから硬いものまで様々な対象を高速かつ正確に操作することは未だに困難である．人手では作業が困難な微細な作業は，微細作業と呼ばれている．近年，ロボットを知能化，自律化する試みが，国内外で盛んに行われている．また，ロボットの計測（センサ）・駆動（アクチュエータ）技術は大幅に向上しているが，ハードウェアとして，いまだ多くの研究課題を有している．特に，三次元空間での微細作業においては，ロボットの構造や制御に関して課題が多い．例えば，多様な作業を実行するには，作業ツールを使い分ける必要があり，三次元で，精密な位置や力の制御を行って，ツールをたくみに操作することは難しい．そこで，本研究では，生体を模倣して，ソフトながら微細な作業を顕微鏡下で行うことで，ロボットの適用範囲を微細空間に拡大するために必要な，革新的な操作システムをデザインし，制御理論を構築することを目的としている．まずは，作業ツールを使って微細な作業を行うことが可能なソフト・生体模倣マイクロ操作ロボットシステムの基本設計を行った．空気圧駆動による姿勢２DOFと， DCモータ駆動による３DOFを有する位置決め機構をデザインした．また，この機構の先端にとりつけるエンドエフェクタとして，空気圧駆動による把持機構をデザインした．複数の可動指を有し，作業ツールを把持することが可能とした．この可動指は，生体の構造を参考として，ソフトな構造で変形能を有し，空気圧駆動による小型アクチュエータによって変形することを特色とする．この作業指を複数用いて，作業ツールを持ち替えたり，固定する機能を設計した．可動指の基本構造，FEMを用いた構造解析，加工プロセスデザイン，センサ選定，制御系準備を中心に設計を行った．また，３Dプリンタを用いて可動指の加工を行った．実際に試作したプロトタイプによって基本的な動作を確認した．

In recent years, there has been a lot of knowledge and self-regulation in recent years. In recent years, there has been a lot of knowledge and self-regulation in recent years. In recent years, there has been an increase in the knowledge and self-regulation of health care systems. There is a significant increase in the number of applications in the field of computer science, technology, and multi-dimensional research projects. Special, three-dimensional space micro-operation simulation, monitoring and control of environmental problems. For example, the operation of a multi-dimensional operation system. It is necessary for the operation to operate in a three-dimensional manner, precision position control, precision position control, The innovative operation system is designed to control the performance of the theoretical system, the purpose of the operation, the basic design, the basic design, the air vehicle, the posture, the 2DOF. There is a location for the DC operator. The 3DOF has a location for the operator. The operator has the front end for the driver, the controller for the empty, the operator for the operator, the operator, the controller, the operator, the There is a device for the device, and an empty device for the miniature device. The device features the device. The device refers to the copy number to be used, the operation is maintained to replace the device, and the mechanical design device is fixed. The mobile device refers to the basic device, the FEM device is analyzed, the processing device is analyzed, and the device is selected. The control department is ready for the center to set up a line track. in this case, the 3D system can be used to process the line. The international system is responsible for the basic actions to confirm the operation.