高分子アクチュエータの開発と人工筋肉・アシストスーツへの応用技術

第1部 高分子アクチュエータの制御技術とその応用

(2016年6月24日 10:30〜12:00)

　機能性高分子材料は、柔軟性を有したアクチュエータとして注目されている。その中でも、電気刺激に対して変形応答する電場応答性高分子 (Electro-active polymer: EAP) は、応答性や制御性に優れている。また、逆に変形に対して電気信号を発生するものもあり、センサとして利用可能である。 　本講演では、代表的なEAP材料について概説するとともに、イオン導電性高分子アクチュエータに関して、素子の作製法や、センサ・アクチュエータの両機能を組み合わせた利用法、制御システムへの応用について紹介する。 本講座で高分子アクチュエータの基礎を理解頂き、使ってみる、試してみるきっかけになれば幸いである。

1. 電場応答性高分子 (Electro-active polymer: EAP)
2. イオン導電性高分子・貴金属接合体 (Ionic polymer-metal composite: IPMC)
3. 応用事例 (制御方法、ロボット応用、センサ・アクチュエータ統合など)
• 質疑応答

第2部 ソフトアクチュエータPVCGELの開発

(2016年6月24日 12:45〜14:15)

　超高齢社会に向けて要介護者の運動補助装置が盛んに開発されている。しかし、アクチュエータとして従来産業用として用いられてきた電磁モータなどを用いる場合が人が装着して使用するには、重たい、大きい、硬いなどの問題があり、必ずしも装着感の良いものとはなっていない。 　本講演では、高分子ゲルを用いたソフトアクチュエータを開発し、運動補助ロボットに応用するための基礎技術について講述する。

1. PVCゲルアクチュエータ
2. PVCゲルアクチュエータの動作原理
   1. PVCゲルの電場応答性
   2. 積層型PVCゲルアクチュエータの原理と構造
3. PVCゲルアクチュエータの特性
   1. 収縮率
   2. 発生力
   3. 応答性
   4. 他アクチュエータとの比較
4. PVCゲルアクチュエータの動作補助装置への応用
   1. 動作補助装置の設計
   2. 動作補助装置用PVCゲルアクチュエータの特性
   3. 動作補助装置のシステム構成
   4. 動作補助装置の有用性評価
5. まとめ
• 質疑応答

第3部 「スマートスーツ®」の開発から学ぶ「軽労化®」へのユーザーニーズ、設計指針

(2016年6月24日 14:30〜16:00)

1. 「負担軽減」のニーズ
2. 最近の開発・市場動向
3. 軽労化®アシストスーツ
   1. アシスト技術の分類
   2. 軽労化®アシストスーツの設計手法
4. 弾性材を活用した軽労化®スーツの開発事例
   1. 開発のきっかけとニーズの調査
   2. 人体構造から考える弾性材の配置
   3. 配置とアシスト効果の関係について
5. アシストスーツの課題
   1. アシスト効果と負の効果
   2. アシストスーツ導入による効果の見積もり
   3. 作業の再設計
• 質疑応答