アドバンストロボティクス研究センター : 高知工科大学

高知工科大学

アドバンストロボティクス研究センター

アドバンストロボティクス研究センター

目的(背景)

成長分野を支えるロボティクス・メカトロニクス分野のキー技術として、いくつかの世界に誇れる基盤技術を開発することが本研究センターの第一の目的です。それと同時に、その基盤技術を核として、成長分野の研究者・技術者と連携し、当該分野の発展に大きく貢献できるインパクトのある技術を生み出すことを目指します。

研究内容

現在、基盤技術として注力している技術は、ウエアラブルな力・運動センサなどのセンサ技術、エネルギー回生型アクチュエータ、オムニホイール、新磁気浮上技術、距離型ファジィ推論法を用いた意思推定技術などがあります。基盤技術を応用としては、これまでに医療・健康・スポーツなどの成長分野に注力してきましたが、今後は、それに加えて、エネルギー、航空宇宙、自動車分野、社会インフラなどとの接点も検討していきます。

研究成果
基盤技術としての成果
  1. ウエアラブルな力・運動センサなどのセンサ技術
    世に先駆けてウエアラブル床反力センサの開発に成功し、その一部は商品化を行い医療関係の研究者に使用されています。また、非侵襲的な椎間板負荷推定システムについては、手法の妥当性が確認できました。
  2. エネルギー回生型アクチュエータ
    新しい概念の基礎技術として提案することができました。萌芽的な研究であるので、現在は、上肢リハビリ装置,短下肢装具,電動義手,手術ロボットなどへの応用を模索しています。また、油圧系と電気系の相似則を応用し、新しい概念の省エネルギー油圧システムを提案しました。
  3. オムニホイール技術
    基礎技術は完成しており、商品化したキーパーツが多くの研究機関で使用されています。それと同時に、当センターの医療分野への応用の成果でもある全方向移動歩行支援機のキー技術にもなっています。
  4. 距離型ファジィ推論法などの知的制御技術
    基礎理論を提案し、現在は歩行支援機利用者の意思推定技術へと展開しています。 新磁気浮上技術は、基礎研究として進めており、基盤技術としては、いくつかの新しい技術を提案することができました。現在は,それをいかに成長分野へつなげていくかを検討しています。
成長分野への応用としての成果
  1. オムニホイール技術,距離型ファジィ推論法
    高知大学医学部との歩行リハビリテーション分野での共同研究に展開され,全方向移動という従来とは異なった概念のリハビリテーション支援ロボットの開発に成功しました。商品化後,徐々に売り上げを伸ばし,学会でも高い評価を得ています。
  2. ウエアラブルセンサ技術
    運動解析システムとして商品化され,多くの分野から引き合いがあり,医療を中心としてユーザが広がりつつあります。
    野菜の収穫ロボットのための画像処理技術,自動収穫技術の開発を進め,その有効性を確認しました。
  3. 磁気浮上技術
    製鉄分野の表面処理装置の制振技術に応用され,基礎実験により十分振動を抑制できることを確認しました。

その他、それぞれの基盤技術は、いろいろな成長分野の研究者と連携しつつ進めていますが、まだ探索段階のものも多くあります。

研究課題・展望
  1. 新しいウエアラブルセンサ技術の開発と展開
    ウエアラブル化に成功した結果、応用分野が広がり、多くの課題が見えてきました。これまでに開発した技術のブラッシュアップにとどまらず、新しい機能を有するシステムを世に先駆けて開発していきます。
    対象とする分野も、これまでの医療中心から、健康・スポーツへと展開し、それらの分野の将来ニーズを先取りした新しいセンサシステムを開発していきます。
  2. 技術の融合の推進
    ウエアラブルセンサ技術、オムニホイール技術、知的制御技術を融合し、より付加価値の高い歩行訓練機の制御技術を創出します。そのなかで、脳科学や情報科学との連携も検討していきます。
  3. 歩行・姿勢の諸現象の解明
    歩行や姿勢については、これまで複数のメンバーが異なった観点から研究を進めてきました。高齢化社会において、歩行は、非常に重要な現象として位置付けられていますが、意外に未解明の問題が多く、その解明を進め新しい診断技術を生み出します。
  4. エネルギー回生型アクチュエータ、磁気浮上技術の応用展開
    エネルギー回生型アクチュエータ技術、磁気浮上技術としては、複数の特徴ある基盤技術が得られています。それらの技術と成長分野のニーズとの接点を探り、インパクトのある研究へと展開していきます。
  5. 医療・健康・スポーツ以外への応用展開
    ロボティクス・メカトロニクスの基盤技術は普遍性があるので、他の成長分野においても、十分にキー技術として展開することが可能です。一例として、エネルギー回生型アクチュエータの電気系の部分を油圧システムへ展開した結果、油圧においては、全く新しい概念となる省エネルギー技術として提案することができました。自動車の安全運転、省エネルギー機械、航空宇宙、安全安心な社会インフラなどの分野においても、最適なパートナーを探すことで技術の融合を図り、新しい技術の創出を図っていきます。
メンバー

システム工学群 特任教授井上 喜雄
システム工学群 教授岡 宏一
システム工学群 教授王 碩玉
システム工学群 准教授芝田 京子
システム工学群 助教王 義娜
システム工学群 助教立花 邦彦