蚊のインセクトラクチャーに基づく採血機構の開発

本研究では採血支援機の開発のためにインセクトラクチャー（ＩＮＳＥＣＴｔ＋ｓＴＲＵＣＴＵＲＥ）に基づき、蚊の吸血における針の位置決め・姿勢制御のメカニズムを模倣し、従来のフレーム構造とリンク機構では実現できなかった超小型・軽量・静音な血管穿刺機構の開発を目指している。蚊は６本の脚を有し、体と針の姿勢を調整して吸血動作を実行する。本研究では採血に必要な一連の動作を実現できる運動機構を以下に示す蚊の特徴に基づき設計する。・６本の足で針先の位置と姿勢を制御する。・質量のある胴体部を脚機構の一部（第二関節）より低く位置付けることで低い重心を確保して安定した姿勢を維持する。・脚機構の胴体取り付け部を集中させることで第一関節に広範囲な可動角度域を確保する。・胴体の吊り角度を小さくすることで脚構造体のたわみを抑制する。・折り曲げ構造により脚長を確保し、広い可動域を得る。【装置の概要】本機構は６本の駆動脚の関節角度により位置・姿勢の６自由度が決定されるパラレルリンク機構である。前後・上下・左右方向にそれぞれ±２０ｍｍの並進運動とロール軸・ピッチ軸・ヨー軸にそれぞれ±３０度の回転運動の可動域を持つことを目標とする。大きさは全長５－１０ｃｍ程度以下とする。【蚊の駆体ロボットの脚部の設計】各脚は蚊の駆体構造と脚の自由度に基づき下記の基本仕様に基づき設計する。・脚の自由度：一本当たりの脚の自由度は５自由度とする。機構は平面的なＢａｓｅに固定するため、蚊の脚構造より自由度を減らし１自由度とする。・関節構造とアクチュエータ：リードスクリューのリニアリンクを用いることで十分なトルクを確保した脚の駆動方式のリンクモデルを並行して試作し、回転リンク駆動方式と比較検討する。リニアリンクは生物の関節では実現されてない機構であり、ハイブリッドに活用することで生物を超えた効率的なリンクの実現が期待される。

本研究では採血支援機の開発のためにインセクトラクチャー（ＩＮＳＥＣＴｔ＋ｓＴＲＵＣＴＵＲＥ）に基づき、蚊の吸血における針の位置決め・姿勢制御のメカニズムを模倣し、従来のフレーム構造とリンク機構では実現できなかった超小型・軽量・静音な血管穿刺機構の開発を目指している。蚊は６本の脚を有し、体と針の姿勢を調整して吸血動作を実行する。本研究では採血に必要な一連の動作を実現できる運動機構を以下に示す蚊の特徴に基づき設計する。・６本の足で針先の位置と姿勢を制御する。・質量のある胴体部を脚機構の一部（第二関節）より低く位置付けることで低い重心を確保して安定した姿勢を維持する。・脚機構の胴体取り付け部を集中させることで第一関節に広範囲な可動角度域を確保する。・胴体の吊り角度を小さくすることで脚構造体のたわみを抑制する。・折り曲げ構造により脚長を確保し、広い可動域を得る。【装置の概要】本機構は６本の駆動脚の関節角度により位置・姿勢の６自由度が決定されるパラレルリンク機構である。前後・上下・左右方向にそれぞれ±２０ｍｍの並進運動とロール軸・ピッチ軸・ヨー軸にそれぞれ±３０度の回転運動の可動域を持つことを目標とする。大きさは全長５－１０ｃｍ程度以下とする。【蚊の駆体ロボットの脚部の設計】各脚は蚊の駆体構造と脚の自由度に基づき下記の基本仕様に基づき設計する。・脚の自由度：一本当たりの脚の自由度は５自由度とする。機構は平面的なＢａｓｅに固定するため、蚊の脚構造より自由度を減らし１自由度とする。・関節構造とアクチュエータ：リードスクリューのリニアリンクを用いることで十分なトルクを確保した脚の駆動方式のリンクモデルを並行して試作し、回転リンク駆動方式と比較検討する。リニアリンクは生物の関節では実現されてない機構であり、ハイブリッドに活用することで生物を超えた効率的なリンクの実現が期待される。