名前：

糸田 天嘉

学年/肩書：

博士課程前期課程1年

役職：

したっぱ

グループ：

ロボット

趣味：

バドミントン

研究テーマ / Research topic

刺繍アクチュエータの応用に向けた基礎特性調査

ソフトアクチュエータとは

近年、ゴムやシリコンなどの柔軟な素材で構成されたソフトアクチュエータが注目されています。ソフトアクチュエータは従来の剛性が高いアクチュエータと異なり、人体に優しく安全に動作することができます。空気圧で駆動する人工筋肉はその代表例で、軽くて力強いという特徴を持ち、パワーアシストや医療・リハビリテーションなど、さまざまな分野への応用が期待されています。

布状アクチュエータの特徴

ソフトアクチュエータの中でも、特に布や繊維材料を用いたアクチュエータは衣服への統合が容易なため、ウェアラブルデバイスへの応用に適しています。布状アクチュエータは柔軟性と軽量性により装着感に優れ、日常生活での使用に向いています。そのため、布の変形を活かした触覚提示デバイスや、ソフトグローブ型の動作補助デバイスなど、さまざまな応用に向けた研究開発が進められています。

研究内容：刺繍アクチュエータ

本研究室では、刺繍アクチュエータと呼ばれる新しい布状アクチュエータの開発に取り組んでいます。刺繍アクチュエータは布にゴムチューブを配置し、刺繍によって固定するシンプルな構造です。ゴムチューブに空気圧を加えると膨張し、その膨張を刺繍によって拘束することで布面変形を生み出します。このとき、ゴムチューブを固定する刺繍の形状により、さまざまな変形をすることが確認されています。

刺繍アクチュエータの利点

従来の布状アクチュエータでは、形状記憶合金繊維やMcKibben型人工筋肉といった特殊な材料を必要としました。さらに、McKibben型人工筋肉では三次元的な動作を実現するために複数本を組み合わせて配置する必要があるなど、構成が複雑になる傾向がありました。これに対して刺繍アクチュエータは、市販のゴムチューブ、布、刺繍糸のみで構成され、低コストで容易に製造できます。また、1本のチューブに対して刺繍パターンを変更するだけで、屈曲や捻りといった多様な三次元変形の実現が可能です。これにより、システム全体の構成がシンプルになるとともに、設計の自由度が高いという利点があります。

現在の取り組み

これらの特徴を持つ刺繍アクチュエータは、触覚提示やパワーアシストなど、ウェアラブルデバイスへの応用が期待されています。実用化のためには、各刺繍パターンがどのくらいの力を発揮するのか、どのような構成にすれば十分な力を発揮できるのかを明らかにする必要があります。

そこで現在は、デバイス応用に向けて、刺繍アクチュエータの構成と力の関係を調査しています。