Jun SHINTAKE (新竹 純)

Offer Organization: 日本学術振興会, System Name: 科学研究費助成事業, Category: 基盤研究(B), Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 14600000, indirect: 4380000)
本研究は，らせん状電極を有する繊維状ソフトポンプの製造方法の確立，性能特性の解明，設計法の確立，およびソフトロボティクスへの有効性を実機で実証することを目的としている．本研究で提案する繊維状ソフトポンプは，シリコーンチューブと2本のらせん状電極から構成される．本年度は，主として繊維状ソフトポンプの製造方法の確立に取り組んだ．ここでは，ポンプの母体となるシリコーンチューブと電極材料および製作工程について，試作を通した検討を行い，液体状のシリコーンに丸棒を浸すディッピング手法によって，らせん状電極を有する繊維状ソフトポンプを製作できるようにした．また，圧力計や流量計からなる実験セットアップを構築し，印加電圧に応じた圧力と流量が，想定通りに出力されていることを確認した．その結果によって，ポンプの製造方法を確立できたことを確認した．さらに，前述の実験セットアップによってポンプの特性解析を継続し，特定の設計条件に対する性能を明らかにした．これらの成果は学術論文として出版するに至った．
らせん状電極を有する繊維状ソフトポンプの作動流体を検討する過程で，磁性流体の変形が異種の流体を押すことによって，液体の輸送が行えることを着想し，さらにそうした流体同士の相互作用が推進力を生み出せることを見出した．この流体同士の相互作用力をロボットプラットフォームを用いて定量化したところ，興味深い挙動が得られた．これは本研究における副次的な成果であり，学術論文として出版するに至った．

Offer Organization: 日本学術振興会, System Name: 科学研究費助成事業, Category: 基盤研究(B), Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 14300000, indirect: 4290000)
本研究では，軟体と剛体の多数の集合体からなるテンセグリティ構造体を，ロボットの身体，つまり脳（制御器）と環境間の伝達媒体として捉え，共鳴現象の誘発強化に基づくテンセグリティ身体性の設計諭を，理論・実機製作・実証実験を通じて体系化することを目的としている．
2023年度では，射影幾何に基づくテンセグリティロボットシミュレータを開発した．また，塑性変形しにくいソフト部材の製作工程を確立した．
射影幾何に基づくテンセグリティロボットシミュレータでは，構造物体作成の事前計算のために数値シミュレーションをMatlabで構築した．軟体はバネ・ダンパとして，剛体は射影幾何学法を導入して制約条件として組み込み，安定な数値計算を実現した．現在，数理モデルも構築済みであり，マルチコアCPUを用いた計算の高速化，および，水中ロボットにおける剛体と他の剛体との接触判定の導入に着手している．そして，テンセグリティ構造体は複雑かつ，極めて自由度が高い．数値シミュレータを活用しながら，正確な力学モデルを構築する．そして，テンセグリティ構造体の固有振動モード解析を進めている．
塑性変形しにくいソフト部材の製作工程を確立に関しては，２D平面図面からはめ込み式の3D構造体を樹脂で作成することが可能となった．ソフト材料とリジッド材料の成型を自由自在かつ短時間で行うことが可能となった．また，これまでに，部材通しの接点での張力集中により，部材が破損する課題を発見している．ここでは，短時間で塑性変形しにくい，ソフトストリングの製作工程基盤を築くに至った．
本研究に関して，国内会議で３件の発表を行った．