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小型ロボットと小型ロボットより成るメッシュ型ロボット

国内特許コード P180015162
整理番号 N17106
掲載日 2018年7月13日
出願番号 特願2018-059705
公開番号 特開2019-170458
出願日 平成30年3月27日(2018.3.27)
公開日 令和元年10月10日(2019.10.10)
発明者
  • 岩本 憲泰
  • 西川 敦
  • 新井 宏明
  • 姜 洋
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 小型ロボットと小型ロボットより成るメッシュ型ロボット
発明の概要 【課題】シンプルな構成でしかも任意の曲面を形成できる小型ロボットと小型ロボットより成るメッシュ型ロボットを提供する。
【解決手段】概円盤形状を有し、概円盤形状の径を変化させる膨張収縮型アクチュエータ1と、膨張収縮型アクチュエータ1の外周に設けられ、径の変化に応じて外周が変化し、しかも均等にまたは均一に結合部材が設けられた概円環状の伸縮型結合部2を含む。この小型ロボット100が複数集合してなるメッシュ型ロボットを形成する。各々の小型ロボット100は他の小型ロボット100と各々の伸縮型結合部2を介して結合している。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

複数の小型ロボットが移動する、または互いに接続・分離を行うことで集合体の形態が変化する、いわゆるモジュラーロボットが古くから提案されている。その一方で自然界での形態変化として生物の発生に伴う変化を研究し将来ロボットに応用する研究も進められている。例えば、多くの生物が球殻(胞胚)の状態から恣意的な外界の力を必要とせず複雑で多種多様な形態を形成する点について、興味を持っている研究者は少なくない。

また、カブトムシの角のような一層の上皮シートの複雑な折り畳みからなる形態形成があり、この原理を明らかにするため実験およびシミュレーション両面から研究が行われている(非特許文献1)。特に、近年の上皮シートの三次元モデルを用いた研究結果によって、細胞アピカル面の収縮、細胞の伸長と移動、基底面の弾性と粘性等が重要であることがわかっている(非特許文献2)。

また、数学分野の離散微分幾何では三角メッシュを基本とした円形メッシュの構成法としてSchiftnerらの提案したCircle Packing Mesh(CPM)理論(非特許文献4)が知られている。

一方、モジュラー型ロボットとしては、例えば、個々の小型ロボットが回転型のアクチュエータと連結機構を有し、複数の小型ロボットが互いに連結して任意の形状と動きを実現させた例がある(特許文献1、特許文献2)。また、正三角形の3辺すべてに回転型アクチュエータを設けた小型ロボットを折り紙のように繋いで任意の曲面形状を近似的に形成できるモジュラー型ロボットも提案されている(非特許文献3)。

産業上の利用分野

本開示は、三次元形態、特に曲面を形成する、細胞の機能を有した小型ロボットおよびその集合体であるメッシュ型ロボットに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
概円盤形状を有し、前記概円盤形状の径を変化させる膨張収縮型アクチュエータと、前記膨張収縮型アクチュエータの外周に設けられ、前記径の変化に応じて外周が変化し、しかも均等にまたは均一に結合部材が設けられた概円環状の伸縮型結合部を含む、小型ロボット。

【請求項2】
前記概円盤形状は、軸対称形または8角以上の回転対称形であることを特徴とする請求項1に記載の小型ロボット。

【請求項3】
前記膨張収縮型アクチュエータは空気圧により前記概円盤形状の径を変化させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の小型ロボット。

【請求項4】
前記伸縮型結合部における前記結合部材は回動可能に設けられた永久磁石であることを特徴とする請求項1に記載の小型ロボット。

【請求項5】
前記伸縮型結合部は前記複数の結合部材が弾性体により連結されてなることを特徴とする、請求項1に記載の小型ロボット。

【請求項6】
それぞれ概円盤形状を有し、前記概円盤形状の径を変化させる膨張収縮型アクチュエータと、前記膨張収縮型アクチュエータの外周に設けられ、前記径の変化に応じて外周が変化し、しかも均等にまたは均一に結合部材が設けられた概円環状の伸縮型結合部を含む複数の小型ロボットユニットが、各々の中心部において固定されて成る小型ロボット。

【請求項7】
請求項1または6に記載の小型ロボットが複数集合してなるメッシュ型ロボットであって、前記各小型ロボットは他の小型ロボットと各々の伸縮型結合部を介して結合して成る、メッシュ型ロボット。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018059705thum.jpg
出願権利状態 公開
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