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注目の研究工学

人工筋肉によるソフトメカニズム

掲載日:2025.01.10

助教 戸森 央貴(工学部担当)

 山形大学戸森研究室ではソフトマテリアルを用いたアクチュエータの開発とロボティクスへの応用を進めています。開発している「空気圧ゴム人工筋肉」はゴムと繊維材料で構成され、圧縮空気の注入により強い収縮力(数百~千Nレベル)を発揮します。さらに、軽量(数十グラム)、柔軟であり防水性や静音性にも優れています。一方で空気圧応答や材料の変形に起因する制御の難しさがあり、本研究室では理論モデルに基づいた制御手法の提案や、人工筋肉の改良をおこなっています。
 また応用開発では、対象と安全に接触できるロボットアームや、防水性を活かした農業用アシストスーツを開発しています。特にアシストスーツは人工筋肉を装着者の体表面に沿って配置するという、柔軟性を最大限に活かした新構造を採用しており、服のような扱いと着用感を実現しています。開発ではユーザーの声を設計に反映できるよう調査し、必要とされる技術を社会に提供していきます。

研究室で用いている軸方向繊維強化型人工筋肉(上)とMcKibben型人工筋肉(下)の画像
研究室で用いている軸方向繊維強化型人工筋肉(上)とMcKibben型人工筋肉(下)

軸方向繊維強化型人工筋肉を用いた拮抗筋関節構造のロボットアームの画像
軸方向繊維強化型人工筋肉を用いた拮抗筋関節構造のロボットアーム

McKibben型人工筋肉を用いた農業用パワーアシストスーツの画像
McKibben型人工筋肉を用いた農業用パワーアシストスーツ

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