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理工学フォーラム2015ー受賞者インタビュー 優秀ポスター賞 機械工学科 石橋茜さん

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理工学フォーラム2015 受賞学生インタビュー

優秀ポスター賞 理工学部 機械工学科 石橋茜さん
『福祉ロボットのための剛性と可膨張性をあわせ持つアーム』

【研究概要】

本研究は,空気圧を利用した軽量でかつインフレータブルなロボットアームの開発を目的とする.
特に本稿では,その関節構造について検討する.この関節は,空気管を螺旋構造にして剛性を高め,その内側にそれぞれ対となる4 本の空気管を設け,管内部の圧力を変化させることで屈曲および伸展運動を実現する.

【学生インタビュー】

 ポスター賞受賞おめでとうございます。
理工学フォーラムのポスターセッションに参加しての感想をお聞かせください。

ありがとうございます。
今回の理工学フォーラムで、他の学生の展示ポスターを見たり、発表を聞いたりすることが出来ました。どのポスターも内容が充実していて、わかりやすく書かれていたので、私が受賞できたことは正直意外でした。しかし、受賞したことで、もっともっと研究を進めて成果を出したい、と研究に対するモチベーションをさらに高めることが出来ました。自分の研究を発表でき、学内の方のみならず、たくさんの方と交流ができるこのような機会がもっと増えてほしいです。

今回発表した研究成果はどのようなものですか。

私の研究では、柔らかく軽量で本質的に安全なロボットアームの開発をしています。
従来の介護ロボットは制御アルゴリズムや機構の工夫によって安全性を図っていましたが、骨格は金属や樹脂で構成されているため、不意に人と触れ合ったときに被害を及ぼす可能性があります。そこで私は、空気の弾性を利用した、機構的に柔軟性がある「ソフトロボティクス」の概念をロボットアーム全体に適用し、アーム全体を風船のような可膨張性の構造とすることで、これまでにない、安全なロボットアームの開発を試みました。

01

この研究は「柔らかく」「軽量で」のコンセプトを基本としたソフトロボットの開発です。この2つの特性を実現するための素材の選定が大変でした。最初はポリエチレンでロボットアームの関節の外部に設置する螺旋管、内部に組み込む空気管や関節自体の製作を試みました。シーラーでポリエチレンの密封を試みたのですが、加熱によってポリエチレン自体がよろよろとなってしまい、空気を送り込むとすぐ破裂してしまいました。そこで、部分ごとに素材を分けることにしました。現段階では、螺旋管をシリコンチューブ、空気管をゴム風船、関節自体は布とし、「柔らかく、軽量で」のコンセプトの実現を図っています。

002-01

       実際に制作した関節の全体図

      

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           実際に制作した関節の内面図

今後はどのように研究を進めていく予定ですか。

現在はまだロボットアームの関節しか製作できていません。そのため、ロボットアームの全体の実現に向けて、大まかに3ステップに分けて進めて行きたいと思っています。ステップ1では、関節にリンク(アーム)を実装して、ロボットアームの形を実現します。ステップ2では、ロボットアームにグリッパを装着して、グリッパを制御し、ロボットアームで物体を掴んだり、移動させたりします。ステップ3では、ロボットアームが自律的に物体を認識し、最適軌跡を計算して、物体の移動を実現したいと考えています。

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