新竹 純
| 機械知能システム学専攻 | 助教 |
| Ⅱ類（融合系） | 助教 |
研究者情報
学位
経歴
委員歴
- 2023年04月 - 2025年03月
委員, サービスロボットに適したモータ要求項目の活用技術調査専門委員会 - 2022年04月01日 - 2024年03月31日
編集委員, 日本ロボット学会誌 - 2021年04月 - 2023年03月
幹事補佐, サービスロボットに適したモータを定義するための技術調査専門委員会 - 2019年04月26日 - 2021年03月31日
委員, サービスロボットの要求を実現する小形モータとその制御技術調査専門委員会 - 2020年11月18日
Associate Editor, Frontiers in Robotics and AI, Bio-Inspired Robotics - 2020年10月01日
Research Topic Editor, Frontiers in Robotics and AI, Soft Robotics Soft Locomotion Robotics: Design, Mechanism, and Control - 2020年07月01日
Review Editor, Frontiers in Robotics and AI, Soft Robotics - 2020年04月01日
委員, 計測自動制御学会 SI部門 ソフトマテリアル応用部会 - 2019年07月01日
Guest Editor, Actuators (MDPI) Special Issue "Dielectric Elastomer Actuators (DEAs)"
研究活動情報
受賞
- 受賞日 2024年03月
日本学術振興会
日本学術振興会賞, 新竹純 - 受賞日 2021年05月
船井情報科学振興財団
船井研究奨励賞 - 受賞日 2021年03月
第27回「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム
萌芽研究賞 - 受賞日 2020年09月
日本機械学会 機械力学・計測制御部門
オーディエンス表彰 - 受賞日 2020年04月
文部科学省
令和2年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞 - 受賞日 2017年10月
Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne
Gilbert Hausmann Award - 受賞日 2017年03月
IOP Publishing
Outstanding Reviewer Award - 受賞日 2016年11月
National Centre of Competence in Research (NCCR) Robotics
NCCR Robotics Best PhD Paper Award - 受賞日 2013年07月
International Workshop on Soft Robotics and Morphological Computation
Best Contribution Award - 受賞日 2012年05月
International Conference on Electromechanically Active Polymer Transducers and Artificial Muscles
Best Poster Award - 受賞日 2010年10月
JSME/RMD International Conference on Advanced Mechatronics
Best Paper Nomination Finalist
論文
- Plant Mobile Robot Using Mimosa pudica
Misao Sato; Kazuya Murakami; Tomoko Ishizaka; Asako Sato; Yo Tanaka; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, IEEE Robotics and Automation Letters, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 掲載ページ 1-8, 出版日 2024年11月18日, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語 - 3D Printed Biodegradable Soft Actuators from Nanocellulose Reinforced Gelatin Composites
Oliver Müller; Alexandre Poulin; Xavier Aeby; Roberto Emma; Ryo Kanno; Toshiaki Nagai; Jun Shintake; Gustav Nyström
Advanced Sustainable Systems, Wiley, 出版日 2024年11月14日, 査読付, Abstract
Eco‐friendly materials are increasingly important for several applications due to growing environmental concerns, including in robotics and medicine. Within robotics, silicone‐based soft grippers are recently developed owing to their high adaptability and versatility allowing to deal with various objects. However, the soft grippers are difficult to recycle and may cause increased environmental impact. Here biodegradable soft pneumatic actuators reinforced by cellulose nanofibrils (CNF) distributed in a matrix of gelatin are presented. The results show that adding CNF enables 3D printability and provides tunable mechanical properties for the actuators. The actuator performance, with a bending angle of 80° and a blocked force of 0.1 N at 15 kPa, is comparable to state‐of‐the‐art mold‐casted pneumatic actuators from conventional silicone materials while being exclusively composed of non‐toxic, biodegradable materials and fabricated by additive manufacturing techniques. Moreover, the actuators exhibit self‐healing ability and enable object manipulation when formed in a gripper configuration. The mold‐free approach and achieved functionalities establish new opportunities for soft‐robotics, across various fields including healthcare, packaging, or even environmental monitoring. The performance of the gripper shows that CNF can be used in the creation of eco‐friendly high‐performance soft robots and contribute to the advancement of sustainable and green robotics.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Plant Robots: Harnessing Growth Actuation of Plants for Locomotion and Object Manipulation
Kazuya Murakami; Misao Sato; Momoki Kubota; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Advanced Science, Wiley, 出版日 2024年09月23日, 査読付, Abstract
Plants display physical displacements during their growth due to photosynthesis, which converts light into chemical energy. This can be interpreted as plants acting as actuators with a built‐in power source. This paper presents a method to create plant robots that move and perform tasks by harnessing the actuation output of plants: displacement and force generated from the growing process. As the target plant, radish sprouts are employed, and their displacement and force are characterized, followed by the calculation of power and energy densities. Based on the characterization, two different plant robots are designed and fabricated: a rotational robot and a gripper. The former demonstrates ground locomotion, achieving a travel distance of 14.6 mm with an average speed of 0.8 mm h−1. The latter demonstrates the picking and placing of an object with a 0.1‐g mass by the light‐controlled open‐close motion of plant fingers. A good agreement between the experimental and model values is observed in the specific data of the mobile robot, suggesting that obtaining the actuation characteristics of plants can enable the design and prediction of behavior in plant robots. These results pave the way for the realization of novel types of environmentally friendly and sustainable robots.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Silicone-layered waterproof electrohydraulic soft actuators for bio-inspired underwater robots
Takumi Shibuya; Shuya Watanabe; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Frontiers in Robotics and AI, 11巻, 掲載ページ 1298624, 出版日 2024年06月14日, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Origami manipulation by robot hand utilizing electroadhesion
Hiroto Kitamori; Chenyu Dong; Masaru Takizawa; Shuya Watanabe; Jun Shintake; Kohei Kimura; Shunsuke Kudoh
ROBOMECH Journal, Springer Science and Business Media LLC, 11巻, 1号, 出版日 2024年06月08日, 査読付, Abstract
This study presents strategies for the three fundamental origami operations of grasping, bending, and folding using a novel robot hand and simple motions. These operations are executed using a simple geometric model and without any visual feedback or physical modeling not to restrict the motions. With a few applications in the field of paper manipulation, the electroadhesion technology is employed to perform single hand grasping. Bending is realized by a single hand utilizing the elasticity of origami and friction. Folding is performed by holding an origami with more than two points to fix it at any moment for preciseness. In addition to the design of hardware and motions, operations are demonstrated with general criteria for the crease precision evaluation.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Functional soft robotic composites based on organic photovoltaic and dielectric elastomer actuator
Ahmed Miguel Román Abolhosen; Shinyoung Lee; Kenjiro Fukuda; Takao Someya; Leobardo Hernández González; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Scientific Reports, Springer Science and Business Media LLC, 14巻, 1号, 出版日 2024年04月30日, 査読付, Abstract
Improving the energy efficiency of robots remains a crucial challenge in soft robotics, with energy harvesting emerging as a promising approach to address it. This study presents a functional soft robotic composite called OPV-DEA, which integrates flexible organic photovoltaic (OPV) and dielectric elastomer actuator (DEA). The composite can simultaneously generate electrostatic bending actuation and harvest energy from external lights. Owing to its simplicity and inherent flexibility, the OPV-DEA is poised to function as a fundamental building block for soft robots. This study aimed to validate this concept by initially establishing the fabrication process of OPV-DEA. Subsequently, experimental samples are fabricated and characterized. The results show that the samples exhibit a voltage-controllable bending actuation of up to 15.6° and harvested power output of 1.35 mW under an incident power irradiance of 11.7 mW/cm2. These performances remain consistent even after 1000 actuation cycles. Finally, to demonstrate the feasibility of soft robotic applications, an untethered swimming robot equipped with two OPV-DEAs is fabricated and tested. The robot demonstrates swimming at a speed of 21.7 mm/s. The power consumption of the robot is dominated by a high-voltage DC-DC converter, with a value approximately 1.5 W. As a result, the on-board OPVs cannot supply the necessary energy during locomotion simultaneously. Instead, they contribute to the overall system by charging a battery used for the controller on board. Nevertheless, these findings suggest that the OPV-DEA could pave the way for the development of an unprecedented range of functional soft robots.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Edible Soft Actuators Based on Konjac Glucomannan for Underwater Operation
Ryo Kanno; Bokeon Kwak; Markéta Pankhurst; Jun Shintake; Dario Floreano
Advanced Intelligent Systems, Wiley, 6巻, 5号, 掲載ページ 2300473, 出版日 2024年03月08日, 査読付, Soft robots are being increasingly developed and deployed for underwater applications such as exploration, monitoring, and rescue owing to their innate compliance, mechanical and chemical stability, and waterproof properties. However, they are still predominantly manufactured using silicones and acrylic elastomers, which pose environmental risks due to their limited biodegradability. To tackle this issue, a method for manufacturing water‐resistant, liquid‐driven soft actuators made from a novel type of konjac glucomannan (KGM) is presented, which is plant‐derived, insoluble, and edible. The material offers impressive stretchability, reaching up to 67.2% of its initial length, surpassing previous related work, and withstands over a 1000 cycles of tensile stress. Using this material, we develop soft actuators that can bend up to 47.1°, and the maximum blocking force of 0.1 N is achieved with a pressure input of 20 kPa. A gripper that is capable of grasping various objects underwater is also evaluated. In essence, this article introduces a sustainable and environmentally friendly alternative to conventional soft robotic materials, paving the way for innovative and eco‐conscious underwater applications. The utilization of edible, water‐resistant materials like konjac provides a promising solution to reduce pollution and mitigate negative environmental impacts associated with traditional underwater soft robots.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Silicone-based highly stretchable multifunctional fiber pumps
Ryo Kanno; Keita Shimizu; Kazuya Murakami; Yuya Shibahara; Naoki Ogawa; Hideko Akai; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Scientific Reports, Springer Science and Business Media LLC, 14巻, 1号, 掲載ページ 4618, 出版日 2024年02月26日, 査読付, Abstract
Recent advancements on electrohydrodynamic (EHD) soft pumps demonstrate their applicability to various fluid-driven systems such as soft robots, wearable devices, and stretchable electronics. In particular, fiber type EHD pumps reported more recently is a promising pumping element thanks to their versatile fibrous structure. Yet existing EHD fiber pumps are less stretchable and require sophisticated, complex fabrication equipment, implying opportunity for technology advancement. This paper presents a simplified method to create highly stretchable multifunctional fiber EHD pumps. The method employs highly compliant silicone elastomers for the fiber structure that is formed by simple dipping fabrication process. The fabricated pumps (length of 100 mm, inner diameter 4 mm, and mass 5.3 g) exhibit a high stretchability (up to 40% strain) and flow rate and pressure of 167.4 ± 7.6 mL/min (31.6 mL/min/g) and 4.1 ± 0.6 kPa (0.8 kPa/g), respectively. These performances are comparable or even higher than those of previously reported EHD pumps including fiber types. The output performance of the fabricated pumps remain constant for repeated strain cycles (0–25%, up to 2000 cycles) and bending angle up to 180° (corresponding to curvature of 0–30/m). Moreover, the pumps demonstrate unprecedented functionality as a sensor to distinguish the type of fluid inside the tube and to detect strains by reading the capacitance between the electrodes. The characterization result reveals the sensing ability of the pumps as high repeatability up to 30% strain with negligible hysteresis, which is consistent for 5000 cycles.
研究論文（学術雑誌） - Fast‐Response Variable‐Stiffness Magnetic Catheters for Minimally Invasive Surgery
Yegor Piskarev; Yi Sun; Matteo Righi; Quentin Boehler; Christophe Chautems; Cedric Fischer; Bradley J. Nelson; Jun Shintake; Dario Floreano
Advanced Science, Wiley, 11巻, 12号, 出版日 2024年01月15日, 査読付, Abstract
In minimally invasive surgery, such as cardiac ablation, magnetically steered catheters made of variable‐stiffness materials can enable higher dexterity and higher force application to human tissue. However, the long transition time between soft and rigid states leads to a significant increase in procedure duration. Here, a fast‐response, multisegmented catheter is described for minimally invasive surgery made of variable‐stiffness thread (FRVST) that encapsulates a helical cooling channel. The rapid stiffness change in the FRVST, composed of a nontoxic shape memory polymer, is achieved by an active cooling system that pumps water through the helical channel. The FRVST displays a 66 times stiffness change and a 26 times transition enhancement compare with the noncooled version. The catheter allows for selective bending of each segment up to 127° in air and up to 76° in water under an 80 mT external magnetic field. The inner working channel can be used for cooling an ablation tip during a procedure and for information exchange via the deployment of wires or surgical tools.
研究論文（学術雑誌） - Robot locomotion by fluid–fluid interaction
Hiroto Kitamori; Shunsuke Kudoh; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Scientific Reports, Springer Science and Business Media LLC, 13巻, 1号, 出版日 2023年12月11日, 査読付, Abstract
This paper describes a locomotion strategy for robots based on the interaction between two fluids, through the development of an untethered mobile robot. The fundamental principle of robot locomotion is to exploit the active deformations of ferrofluid caused by internal magnetic fields, which generate reaction forces to the surrounding fluid (in this study, water). The developed robot is equipped with two permanent magnets (PMs), two electromagnets (EMs), two clusters of ferrofluid, and a control unit with batteries. It has a length, width, and mass of 107 mm, 94 mm, and 127 g, respectively. In the robot, PMs are used to hold clusters of ferrofluid. The activation of EMs by the controller achieves forward and rotational movements of the robot. Experimental results show the forward speed and rotational speed in water to be 2.7 mm/s (at a driving frequency of 9 Hz) and 1.2°/s (at a driving frequency of 7 Hz), respectively. The measured thrust force of the robot is 2 mN, further supporting the concept of robot locomotion by fluid–fluid interaction.
研究論文（学術雑誌） - Biodegradable Electrohydraulic Soft Actuators
Ryo Kanno; Fabio Caruso; Kazuma Takai; Yegor Piskarev; Vito Cacucciolo; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Advanced Intelligent Systems, Wiley, 5巻, 9号, 出版日 2023年06月02日, 査読付, Biodegradable materials decompose and return to nature. This functionality can be applied to derive robotic systems that are environmentally friendly. This study presents a fully biodegradable soft actuator, which is one of the key elements in “green” soft robotics. The working of the actuator is based on an electrohydraulic principle, which is similar to that of hydraulically amplified self‐healing electrostatic actuators. The actuator developed in this study consists of a dielectric film made of polylactic acid (PLA) and polybutylene adipate‐co‐terephthalate (PBAT), with soybean oil as the dielectric liquid and electrodes made from a mixture of gelatin, glycerol, and sodium chloride (NaCl). The synthesized biodegradable electrode material exhibits a Young's modulus of 0.06 MPa and resistivity of 258 Ω·m when the mass fraction of NaCl relative to the amount of gelatin and glycerol is 10 wt%. The softness and resistivity of the electrode material results in actuation strain values of 3.2% (at 1 kV, corresponding to 1.2 kV mm−1) and 18.6% (at 10 kV, corresponding to 9.6 kV mm−1) for the linear‐type and circular‐type actuators, respectively. These values obtained for the biodegradable electrohydraulic soft actuators are comparable to those of nonbiodegradable actuators of the same type, representing the successful implementation of the concept.
研究論文（学術雑誌） - Peristaltic pumps based on polyvinyl chloride gel actuator
Tomoki Motohashi; Naoki Ogawa; Hideko Akai; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Electroactive Polymer Actuators and Devices (EAPAD) XXV, SPIE, 出版日 2023年04月28日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Polyvinyl chloride-added dibutyl adipate for high-performance electrohydrodynamic pumps
Keita Shimizu; Kazuya Murakami; Naoki Ogawa; Hideko Akai; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Frontiers in Robotics and AI, Frontiers Media SA, 10巻, 出版日 2023年03月29日, 査読付, Electrohydrodynamic (EHD) pumps are a promising driving source for various fluid-driven systems owing to features such as simple structure and silent operation. The performance of EHD pumps depends on the properties of the working fluid, such as conductivity, viscosity, and permittivity. This implies that the tuning of these parameters in a working fluid can enhance the EHD performance. This study reports a method to modify the properties of a liquid for EHD pumps by mixing an additive. Specifically, dibutyl adipate (DBA) and polyvinyl chloride (PVC) are employed as the working fluid and the additive, respectively. The results show that when the concentration of PVC is 0.2%, the flow rate and pressure at applied voltage of 8 kV take highest value of 7.85 μL/s and 1.63 kPa, respectively. These values correspond to an improvement of 109% and 40% for the flow rate and pressure, respectively, compared to the pure DBA (PVC 0%). When the voltage is 10 kV, the flow rate of 10.95 μL/s and the pressure of 2.07 kPa are observed for DBA with PVC concentration of 0.2%. These values are more than five times higher than those observed for FC40 at the same voltage (2.02 μL/s and 0.32 kPa). The results also suggest that optimal conductivity and viscosity values exist for maximizing the EHD performance of a liquid. This demonstrates the validity of the proposed method for realizing high-performance EHD pumps by using additives in the working fluid.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - A Soft Gripper with Granular Jamming and Electroadhesive Properties
Yegor Piskarev; Antoine Devincenti; Vivek Ramachandran; Pierre-Etienne Bourban; Michael D. Dickey; Jun Shintake; Dario Floreano
Advanced Intelligent Systems, Wiley, 掲載ページ 2200409-2200409, 出版日 2023年03月16日, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Soft-body dynamics induces energy efficiency in undulatory swimming: A deep learning study
Guanda Li; Jun Shintake; Mitsuhiro Hayashibe
Frontiers in Robotics and AI, Frontiers Media SA, 10巻, 出版日 2023年02月09日, 査読付, Recently, soft robotics has gained considerable attention as it promises numerous applications thanks to unique features originating from the physical compliance of the robots. Biomimetic underwater robots are a promising application in soft robotics and are expected to achieve efficient swimming comparable to the real aquatic life in nature. However, the energy efficiency of soft robots of this type has not gained much attention and has been fully investigated previously. This paper presents a comparative study to verify the effect of soft-body dynamics on energy efficiency in underwater locomotion by comparing the swimming of soft and rigid snake robots. These robots have the same motor capacity, mass, and body dimensions while maintaining the same actuation degrees of freedom. Different gait patterns are explored using a controller based on grid search and the deep reinforcement learning controller to cover the large solution space for the actuation space. The quantitative analysis of the energy consumption of these gaits indicates that the soft snake robot consumed less energy to reach the same velocity as the rigid snake robot. When the robots swim at the same average velocity of 0.024 m/s, the required power for the soft-body robot is reduced by 80.4% compared to the rigid counterpart. The present study is expected to contribute to promoting a new research direction to emphasize the energy efficiency advantage of soft-body dynamics in robot design.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Modeling and Characterization of Tensegrity Structures Integrating Dielectric Elastomer Actuators
Shuya Watanabe; Yusuke Ikemoto; Jun Shintake
Advanced Engineering Materials, Wiley, 25巻, 8号, 出版日 2023年01月18日, Tensegrity structures, architectures that consist of elastic cables and rigid rods, have attracted attention as a building block of robots because of their compliance, lightweight properties, and mechanical robustness. This article describes a method to create electroactive tensegrity structures that employs a dielectric elastomer actuator (DEA) as the actuation principle. Two different types of DEA‐tensegrities are considered herein: a membrane type and a cable type. In these devices, DEAs are made of an acrylic elastomer (3 m, VHB 4905) and a stretchable conductive film (Adhesives Research, ARcare 90336) used as dielectric and electrode layers, respectively. An analytical model of DEA‐tensegrities is built that guides the fabrication of experimental devices. The fabricated DEA‐tensegrities are characterized by the actuation strain in the height direction. As a result, voltage‐controlled actuation strains of 7.5% and 2.0% are observed at 10 kV for membrane type and cable type DEA‐tensegrity, respectively, while the model prediction captures the actuation characteristics.
研究論文（学術雑誌） - Stretchable and soft electroadhesion and capacitive sensors enabled by spider web-inspired interdigitated liquid metal subsurface microwires
Siyeon Kim; Sangmin Lee; Priyanuj Bhuyan; Yuwen Wei; Sihyun Kim; Keita Shimizu; Jun Shintake; Sungjune Park
Chemical Engineering Journal, Elsevier BV, 456巻, 掲載ページ 141018-141018, 出版日 2023年01月15日, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Peristaltic micropump using polyvinyl chloride gels with micropatterned surface
Tomoki Motohashi; Naoki Ogawa; Hideko Akai; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Scientific Reports, Springer Science and Business Media LLC, 12巻, 1号, 出版日 2022年12月30日, 査読付, Abstract
This paper presents a pump using polyvinyl chloride (PVC) gel. PVC gels are compliant, have a simple structure, and exhibit large deformation at voltages in the range of 100–1000 V, which make them suitable for micropumps. In this study, a PVC gel sheet with a surface pattern that enhances active deformation in the thickness direction was employed for the fabrication of a pump. To this end, the PVC gel sheet was sandwiched between three sets of anode and cathode electrodes, after which voltages were sequentially applied to these electrodes to generate a peristaltic deformation of the gel sheet, thus pushing the liquid and creating a one-directional flow. Various pumps were fabricated using PVC gel sheets with different surface patterns, and the pumps were characterized. The pumps exhibited an outline dimension of 35 mm × 25 mm with a thickness of 4 mm, corresponding to a total volume of 3.5 × 103 mm3. The results revealed that the pump fabricated using a 174-μm-high pyramid-patterned gel sheet generated a flow rate of 224.1 µL/min at an applied voltage of 800 V and a driving frequency of 3 Hz. This observed value is comparable to or better than those of existing pumps based on smart materials.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Rolled Dielectric Elastomer Antagonistic Actuators for Biomimetic Underwater Robots
Toshiaki Nagai; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Polymers, MDPI AG, 14巻, 21号, 掲載ページ 4549-4549, 出版日 2022年10月27日, 査読付, In this study, an antagonistic actuator using dielectric elastomer actuators (DEAs) is developed to investigate the use of rolled DEAs in underwater robots. The actuator consists of a backbone, an elastic hinge, and two rolled DEAs placed in an antagonistic fashion, allowing for the generation of bidirectional movements of the actuator tip. To prove this concept, an analytical model of the actuator is built. The experimental samples are fabricated based on the specification determined by the model. In the fabricated actuator, each rolled DEA has a diameter of 6 mm and a length of 21 mm. The whole device weighs 1.7 g. In the tested voltage range of 0–1200 V, the actuator exhibits a voltage-controllable angle and torque of up to 2.2° and 11.3 mN∙mm, respectively. The actuator is then implemented into a swimming robot, which shows forward speed of 0.9 mm/s at the applied voltage of 1000 V and the driving frequency of 10 Hz. The results demonstrate the feasibility of using rolled DEAs in underwater robots.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Towards edible drones for rescue missions: design and flight of nutritional wings
Bokeon Kwak; Jun Shintake; Lu Zhang; Dario Floreano; Equal contribution
IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 出版日 2022年10月23日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Enhancement of Pressure‐Sensitive Adhesive by CO 2 Laser Treatment
Yegor Piskarev; Etienne Desbouis; Vivek Ramachandran; Jiayi Yang; Neil Baugh; Jun Shintake; Michael D. Dickey; Dario Floreano
Advanced Engineering Materials, Wiley, 24巻, 10号, 掲載ページ 2200355-2200355, 出版日 2022年05月14日, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Green Robotics: Toward Realization of Environmentally Friendly Soft Robots
Jun Shintake
筆頭著者, Journal of Robotics and Mechatronics, Fuji Technology Press Ltd., 34巻, 2号, 掲載ページ 270-272, 出版日 2022年04月20日, 査読付, An important research direction in soft robotics could be the realization of environmentally friendly “green” soft robots that are biodegradable, sustainable, and recyclable. We present recent findings from our ongoing research on biodegradable robotic devices made of gelatin-based materials and discuss future directions in this contribution.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Tensegrity structures using dielectric elastomer cables
Shuya Watanabe; Yusuke Ikemoto; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Electroactive Polymer Actuators and Devices (EAPAD) XXIV, SPIE, 出版日 2022年04月20日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Simultaneous measurement of strain and proximity by a single capacitance-based soft sensor
Takahiro Matsuno; Rikuya Miyagoshi; Keita Shimizu; Mana Ishihara; Shuya Watanabe; Jun Shintake; Kaspar Althoefer; Shinichi Hirai
IEEE 5th International Conference on Soft Robotics (RoboSoft), ThPo2S.13巻, 出版日 2022年04月07日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Grasping State and Object Estimation of a Flat Shell Gripper by Strain and Proximity Measurement using a Single Capacitance-Based Sensor
Takahiro Matsuno; Rikuya Miyagoshi; Keita Shimizu; Mana Ishihara; Shuya Watanabe; Jun Shintake; Kaspar Althoefer; Shinichi Hirai
2022 IEEE 5th International Conference on Soft Robotics (RoboSoft), IEEE, 出版日 2022年04月04日
研究論文（国際会議プロシーディングス） - A Variable Stiffness Magnetic Catheter Made of a Conductive Phase‐Change Polymer for Minimally Invasive Surgery
Yegor Piskarev; Jun Shintake; Christophe Chautems; Jonas Lussi; Quentin Boehler; Bradley J. Nelson; Dario Floreano
Advanced Functional Materials, Wiley, 32巻, 20号, 掲載ページ 2107662-2107662, 出版日 2022年02月06日, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Characterization of slide ring materials for dielectric elastomer actuators
Jun Shintake; Koya Matsuno; Shohei Kumegawa; Kazumasa Baba; Hiromitsu Takeuchi
筆頭著者, Smart Materials and Structures, IOP Publishing, 31巻, 2号, 掲載ページ 025028-025028, 出版日 2022年01月19日, 査読付, Abstract
This paper investigates the characteristics of sliding ring materials (SRMs), which are promising elastomeric materials for dielectric elastomer actuators (DEAs). Two different types of SRMs with Young’s modulus of 0.8 MPa and 3.3 MPa, respectively, are prepared, and their material and mechanical properties and electro-mechanical performances at electric fields of up to 30 V µm−1 are characterized. For comparison, the same tests are also performed on several commercially available elastomers: Elastosil 2030, Ecoflex 00-30, CF19-2186, and VHB 4905. The results reveal that SRMs demonstrate negligible Mullins effect and hysteresis, while their dielectric strength (62.4–112.4 V µm−1) and viscoelasticity ($\tan \delta $ 0.07–0.24 at 10 Hz) are comparable or even superior to those of other elastomers. In addition, elongation at break is found to be 163.8%–172.1%. SRMs exhibit excellent electro-mechanical performance; for instance, one of the two types has an actuation force 293.2 mN at 24.9 V µm−1 and a strain of 5.2% at 22.3 V µm−1. These values are the largest or larger than most of the tested elastomers. The high performance of SRMs results from their dielectric constant, which ranges from 10.3 to 13.4, leading to an electro-mechanical sensitivity of up to 15.3 MPa−1. These results illustrate SRMs as attractive material options for DEAs.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Dielectric Elastomer Fiber Actuators with Aqueous Electrode
Keita Shimizu; Toshiaki Nagai; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Polymers, MDPI AG, 13巻, 24号, 掲載ページ 4310-4310, 出版日 2021年12月09日, 査読付, Dielectric elastomer actuators (DEAs) are one of the promising actuation technologies for soft robotics. This study proposes a fiber-shaped DEA, namely dielectric elastomer fiber actuators (DEFAs). The actuator consisted of a silicone tube filled with the aqueous electrode (sodium chloride solution). Furthermore, it could generate linear and bending actuation in a water environment, which acts as the ground side electrode. Linear-type DEFA and bending-type DEFA were fabricated and characterized to prove the concept. A mixture of Ecoflex 00–30 (Smooth-On) and Sylgard 184 (Dow Corning) was employed in these actuators for the tube part, which was 75.0-mm long with outer and inner diameters of 6.0 mm and 5.0 mm, respectively. An analytical model was constructed to design and predict the behavior of the devices. In the experiments, the linear-type DEFA exhibited an actuation strain and force of 1.3% and 42.4 mN, respectively, at 10 kV (~20 V/µm) with a response time of 0.2 s. The bending-type DEFA exhibited an actuation angle of 8.1° at 10 kV (~20 V/µm). Subsequently, a jellyfish-type robot was developed and tested, which showed the swimming speed of 3.1 mm/s at 10 kV and the driving frequency of 4 Hz. The results obtained in this study show the successful implementation of the actuator concept and demonstrate its applicability for soft robotics.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Monolithic Stacked Dielectric Elastomer Actuators
Jun Shintake; Daiki Ichige; Ryo Kanno; Toshiaki Nagai; Keita Shimizu
筆頭著者, Frontiers in Robotics and AI, Frontiers Media SA, 8巻, 出版日 2021年11月25日, 査読付, Dielectric elastomer actuators (DEAs) are a promising actuator technology for soft robotics. As a configuration of this technology, stacked DEAs afford a muscle-like contraction that is useful to build soft robotic systems. In stacked DEAs, dielectric and electrode layers are alternately stacked. Thus, often a dedicated setup with complicated processes or sometimes laborious manual stacking of the layers is required to fabricate stacked actuators. In this study, we propose a method to monolithically fabricate stacked DEAs without alternately stacking the dielectric and electrode layers. In this method, the actuators are fabricated mainly through two steps: 1) molding of an elastomeric matrix containing free-form microfluidic channels and 2) injection of a liquid conductive material that acts as an electrode. The feasibility of our method is investigated via the fabrication and characterization of simple monolithic DEAs with multiple electrodes (2, 4, and 10). The fabricated actuators are characterized in terms of actuation stroke, output force, and frequency response. In the actuators, polydimethylsiloxane (PDMS) and eutectic gallium–indium (EGaIn) are used for the elastomeric matrix and electrode material, respectively. Microfluidic channels are realized by dissolving a three-dimensional printed part suspended in the elastomeric structure. The experimental results show the successful implementation of the proposed method and the good agreement between the measured data and theoretical predication, validating the feasibility of the proposed method.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Characterization of Sustainable Robotic Materials and Finite Element Analysis of Soft Actuators Under Biodegradation
Toshiaki Nagai; Ashitaka Kurita; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Frontiers in Robotics and AI, Frontiers Media SA, 8巻, 出版日 2021年11月24日, 査読付, Biodegradability is an important property for soft robots that makes them environmentally friendly. Many biodegradable materials have natural origins, and creating robots using these materials ensures sustainability. Hence, researchers have fabricated biodegradable soft actuators of various materials. During microbial degradation, the mechanical properties of biodegradable materials change; these cause changes in the behaviors of the actuators depending on the progression of degradation, where the outputs do not always remain the same against identical inputs. Therefore, to achieve appropriate operation with biodegradable soft actuators and robots, it is necessary to reflect the changes in the material properties in their design and control. However, there is a lack of insight on how biodegradable actuators change their actuation characteristics and how to identify them. In this study, we build and validate a framework that clarifies changes in the mechanical properties of biodegradable materials; further, it allows prediction of the actuation characteristics of degraded soft actuators through simulations incorporating the properties of the materials as functions of the degradation rates. As a biodegradable material, we use a mixture of gelatin and glycerol, which is fabricated in the form of a pneumatic soft actuator. The experimental results show that the actuation performance of the physical actuator reduces with the progression of biodegradation. The experimental data and simulations are in good agreement (R2 value up to 0.997), thus illustrating the applicability of our framework for designing and controlling biodegradable soft actuators and robots.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Fiber-reinforced soft polymeric manipulator with smart motion scaling and stiffness tunability
Junshi Zhang; Lei Liu; Yuyu Chen; Mingliang Zhu; Liling Tang; Chao Tang; Jun Shintake; Junjie Zhao; Jiankang He; Xiaoyong Ren; Pengfei Li; Qiang Huang; Huichan Zhao; Jian Lu; Dichen Li
Cell Reports Physical Science, Elsevier BV, 2巻, 10号, 掲載ページ 100600-100600, 出版日 2021年10月, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Self-Sensing McKibben Artificial Muscles Embedded With Dielectric Elastomer Sensor
Ryo Kanno; Shuya Watanabe; Keita Shimizu; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, IEEE Robotics and Automation Letters, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 6巻, 4号, 掲載ページ 6274-6280, 出版日 2021年10月, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Development of an underwater robot that realizes invisibility with ubiquities environmental objects
Makoto Shimanokami; Masaki Yurugi; Jun Shintake; Yusuke Ikemoto
International Conference on Advanced Mechatronics (ICAM), GS2-4巻, 出版日 2021年07月01日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Investigation of a gait to body stiffness variations for tensegrity-spine quadruped robot
Yusuke Hayashi; Koji Onishi; Jun Shintake; Yusuke Ikemoto
International Conference on Advanced Mechatronics (ICAM), GS6-3巻, 出版日 2021年07月01日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Stretchable and Soft Electroadhesion Using Liquid‐Metal Subsurface Microelectrodes
Sungjune Park; Jun Shintake; Yegor Piskarev; Yuwen Wei; Ishan Joshipura; Ethan Frey; Taylor Neumann; Dario Floreano; Michael D. Dickey
Advanced Materials Technologies, Wiley, 6巻, 9号, 掲載ページ 2100263-2100263, 出版日 2021年06月25日, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Development of tensegrity-spine joints realizing instantaneous motions with a mechanical-action potential
Masanari Harada; Jun Shintake; Yusuke Ikemoto
International Symposium on SWARM Behavior and Bio-inspired Robotics, -巻, 出版日 2021年06月01日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Deep reinforcement learning framework for underwater locomotion of soft robot
Guanda Li; Jun Shintake; Mitsuhiro Hayashibe
IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 12033-12039巻, 出版日 2021年05月30日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Cartilage structure increases swimming efficiency of underwater robots
Masaki Yurugi; Makoto Shimanokami; Toshiaki Nagai; Jun Shintake; Yusuke Ikemoto
Scientific Reports, Springer Science and Business Media LLC, 11巻, 1号, 出版日 2021年05月28日, 査読付, Abstract
Underwater robots are useful for exploring valuable resources and marine life. Traditional underwater robots use screw propellers, which may be harmful to marine life. In contrast, robots that incorporate the swimming principles, morphologies, and softness of aquatic animals are expected to be more adaptable to the surrounding environment. Rajiform is one of the swimming forms observed in nature, which swims by generating the traveling waves on flat large pectoral fins. From an anatomical point of view, Rajiform fins consist of cartilage structures encapsulated in soft tissue, thereby realizing anisotropic stiffness. We hypothesized that such anisotropy is responsible for the generation of traveling waves that enable a highly efficient swimming. We validate our hypothesis through the development of a stingray robot made of silicone-based cartilages and soft tissue. For comparison, we fabricate a robot without cartilages, as well as the one combining soft tissue and cartilage materials. The fabricated robots are tested to clarify their stiffness and swimming performance. The results show that inclusion of cartilage structure in the robot fins increases the swimming efficiency. It is suggested that arrangement and distribution of soft and hard areas inside the body structure is a key factor to realize high-performance soft underwater robots.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Pneumatic artificial muscles embedded with dielectric elastomer sensor
Ryo Kanno; Shuya Watanabe; Keita Shimizu; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Electroactive Polymer Actuators and Devices (EAPAD) XXIII, SPIE, 出版日 2021年03月22日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Active tensegrity structures based on dielectric elastomer actuators
Shuya Watanabe; Yusuke Ikemto; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Electroactive Polymer Actuators and Devices (EAPAD) XXIII, SPIE, 出版日 2021年03月22日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - 誘電エラストマーアクチュエータのソフトロボティクスへの応用
新竹純
計測と制御, 59巻, 11号, 掲載ページ 841-846, 出版日 2020年11月20日, 査読付, 招待
研究論文（学術雑誌）, 日本語 - Lighter and Stronger: Cofabricated Electrodes and Variable Stiffness Elements in Dielectric Actuators
Yegor Piskarev; Jun Shintake; Vivek Ramachandran; Neil Baugh; Michael D. Dickey; Dario Floreano
Advanced Intelligent Systems, Wiley, 2巻, 10号, 掲載ページ 2000069-2000069, 出版日 2020年07月23日, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語 - A method to fabricate monolithic dielectric elastomer actuators
Daiki Ichige; Koya Matsuno; Kazumasa Baba; Genki Sago; Hiromitsu Takeuchi; Jun Shintake
ラスト(シニア)オーサー, Electroactive Polymer Actuators and Devices (EAPAD) XXII, SPIE, 出版日 2020年04月22日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Delicate yet strong: characterizing the electro-adhesion lifting force with a soft gripper
Vito Cacucciolo; Jun Shintake; Herbert Shea
IEEE International Conference on Soft Robotics (RoboSoft), 掲載ページ 108-113, 出版日 2019年04月18日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Characterization of dielectric elastomer actuators made of slide ring materials
Jun Shintake; Koya Matsuno; Kazumasa Baba; Hiromitsu Takeuchi
筆頭著者, Electroactive Polymer Actuators and Devices (EAPAD) XXI, SPIE, 出版日 2019年03月13日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Bioinspired dual-stiffness origami
Stefano Mintchev; Jun Shintake; Dario Floreano
Science Robotics, 3巻, 20号, 掲載ページ eaau0275, 出版日 2018年07月25日, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Variable stiffness strip with strain sensing for wearable robotics
Alice Tonazzini; Jun Shintake; Carine Rognon; Vivek Ramachandran; Stefano Mintchev; Dario Floreano
IEEE International Conference on Soft Robotics (RoboSoft), 掲載ページ 485-490, 出版日 2018年04月24日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Ultrastretchable Strain Sensors Using Carbon Black‐Filled Elastomer Composites and Comparison of Capacitive Versus Resistive Sensors
Jun Shintake; Yegor Piskarev; Seung Hee Jeong; Dario Floreano
筆頭著者, Advanced Materials Technologies, Wiley, 3巻, 3号, 掲載ページ 1700284-1700284, 出版日 2017年12月27日, 査読付
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Soft pneumatic gelatin actuator for edible robotics
Jun Shintake; Harshal Sonar; Egor Piskarev; Jamie Paik; Dario Floreano
筆頭著者, IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 掲載ページ 6221-6226, 出版日 2017年09月24日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Development of bio-inspired underwater robot with adaptive morphology capable of multiple swimming modes
Thibaut Paschal; Jun Shintake; Stefano Mintchev; Dario Floreano
IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 掲載ページ 4197-4202, 出版日 2017年09月24日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Bio-inspired tensegrity soft modular robots
Davide Zappetti; Stefano Mintchev; Jun Shintake; Dario Floreano
The 6th International Conference on Biomimetic and Biohybrid Systems, 掲載ページ 497-508, 出版日 2017年07月16日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Foldable drones: from biology to technology
Dario Floreano; Stefano Mintchev; Jun Shintake
SPIE Proceedings, SPIE, 出版日 2017年05月01日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Variable stiffness fiber with self‐healing capability
Alice Tonazzini; Stefano Mintchev; Bryan Schubert; Barbara Mazzolai; Jun Shintake; Dario Floreano
Advanced Materials, WILEY-V C H VERLAG GMBH, 28巻, 46号, 掲載ページ 10142-10148, 出版日 2016年12月, 査読付, A variable stiffness fiber made of silicone and low melting point alloys quickly becomes > 700 times softer and > 400 times more deformable when heated above 62 degrees C. It shows remarkable self-healing properties and can be clamped, knitted, and bonded, as shown in a foldable multi-purpose drone, a wearable cast for bone injuries, and a soft multi-directional actuator.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Variable stiffness actuator for soft robotics using dielectric elastomer and low-melting-point alloy
Jun Shintake; Bryan Schubert; Samuel Rosset; Herbert Shea; Dario Floreano
筆頭著者, 2015 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), IEEE, 出版日 2015年09月, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Rollable Multisegment Dielectric Elastomer Minimum Energy Structures for a Deployable Microsatellite Gripper
Oluwaseun A. Araromi; Irina Gavrilovich; Jun Shintake; Samuel Rosset; Muriel Richard; Volker Gass; Herbert R. Shea
IEEE-ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC, 20巻, 1号, 掲載ページ 438-446, 出版日 2015年02月, 査読付, Debris in space presents an ever-increasing problem for spacecraft in Earth orbit. As a step in the mitigation of this issue, the CleanSpace One (CSO) microsatellite has been proposed. Its mission is to perform active debris removal of a decommissioned nanosatellite (the CubeSat SwissCube). An important aspect of this project is the development of the gripper system that will entrap the capture target. We present the development of rollable dielectric elastomer minimum energy structures (DEMES) as the main component of CSO's deployable gripper. DEMES consist of a prestretched dielectric elastomer actuator membrane bonded to a flexible frame. The actuator finds equilibrium in bending when the prestretch is released and the bending angle can be changed by the application of a voltage bias. The inherent flexibility and lightweight nature of the DEMES enables the gripper to be stored in a rolled-up state prior to deployment. We fabricated proof-of-concept actuators of three different geometries using a robust and repeatable fabrication methodology. The resulting actuators were mechanically resilient to external deformation, and display conformability to objects of varying shapes and sizes. Actuator mass is less than 0.65 g and all the actuators presented survived the rolling-up and subsequent deployment process. Our devices demonstrate a maximum change of bending angle of more than 60 degrees and a maximum gripping (reaction) force of 2.2 mN for a single actuator.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - DEA for soft robotics: 1-gram actuator picks up a 60-gram egg
Jun Shintake; Samuel Rosset; Bryan Schubert; Stefano Mintchev; Dario Floreano; Herbert Shea
筆頭著者, ELECTROACTIVE POLYMER ACTUATORS AND DEVICES (EAPAD) 2015, SPIE-INT SOC OPTICAL ENGINEERING, 9430巻, 掲載ページ 94301S, 出版日 2015年, 査読付, We introduce a soft actuator for grippers using DEA capable of bending actuation. The actuator is also able to generate the electro-adhesion by the fringe field formed at the edges of the electrodes. The adhesion improves the holding force and ensures the conformation of the structure to the object. After the characterization of the actuator, we develop a 2-finger soft gripper capable of holding various objects. The gripper has a mass of around 1 g, and consists of a few cm long actuation parts, realizing simple open-close movement. The compliance of the gripper leads to conformation of the structure against the object surface, which is proven by successful handling of objects with different geometries such as a toothbrush, a flat paper, and a ping pong ball. The effect of the electro-adhesion is visible when the paper is held with its flat shape meaning that an adhesion force against gravity exists. Also, by the fact that the conformed structure increases the contact area, the holding force is improved while avoiding damaging the object, which is highlighted by the ability to hold a raw egg weighing around 60 g. This soft gripper, combining both actuation and electro-adhesion, illustrates the potential use of DEA for soft robotics.
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Towards a deployable satellite gripper based on multisegment dielectric elastomer minimum energy structures
O. A. Araromi; I. Gavrilovich; J. Shintake; S. Rosset; H. R. Shea
SPIE Proceedings, SPIE, 出版日 2014年03月08日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Effect of mechanical parameters on dielectric elastomer minimum energy structures
Jun Shintake; Samuel Rosset; Dario Floreano; Herbert R. Shea
筆頭著者, SPIE Proceedings, SPIE, 出版日 2013年04月09日, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Structural design and dynamic analysis of robotic fish with piezoelectric fiber composite
Wenjing Zhao; Aiguo Ming; Makoto Shimojo; Jun Shintake
2012 9th France-Japan & 7th Europe-Asia Congress on Mechatronics (MECATRONICS) / 13th Int'l Workshop on Research and Education in Mechatronics (REM), IEEE, 出版日 2012年11月, 査読付
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - 歯車測定機の精度向上に関する研究（第1報）:測定力変化の影響
田口 哲也; 新竹 純; 明 愛国; 下条 誠
精密工学会学術講演会講演論文集, 公益社団法人 精密工学会, 2012巻, 掲載ページ 931-932, 出版日 2012年, 近年，高精度な歯車の要求に伴い，その品質を評価する歯車測定機の高精度化に取り組んできた．その計測値を保証するシステムも確立されつつあり，更に精度を向上させるために検出器の特性を改善させる必要性が明確になった．本論文では単純形状基準器を用いて大きな変位が生じる場合の誤差要因を分析し，その影響を小さくするために測定力を一定にする制御方法について検証し，その有効性を確認できた．
日本語 - Development of underwater robots using piezoelectric fiber composite -diversification of propulsion movement by single fin structure-
Jun Shintake; Aiguo Ming; Makoto Shimojo
筆頭著者, JSME/RMD International Conference on Advanced Mechatronics(ICAM), 一般社団法人日本機械学会, 2010巻, 掲載ページ 124-128, 出版日 2010年10月04日, 査読付, Fish type underwater robots have a lot of possibilities such as good mobility and high efficiency. Most of the fish type robots developed up to now have complicated mechanisms with complicated motion control. It results in that the structure and the movement of robots are different from those of fishes. The purpose of our work is to develop creaturelike flexible underwater robots by using piezoelectric fiber composite. Compared with conventional artificial muscular underwater robots, powerful underwater robots with a very simple structure can be composed by the piezoelectric fiber composite. This paper describes the development of a flexible underwater robot with pectoral fin propulsion like ray and mode shape propulsion of structural vibration, which can generate various movements.
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語
MISC
書籍等出版物
- The science of soft robots : design, materials and information processing
鈴森, 康一; 福田, 憲二郎; 新山, 龍馬; 中嶋, 浩平
英語, Chapter 8, Chapter 10, xvi, 406 p., Springer, 出版日 2023年09月, ISBN 9789811951732 - 持続可能な社会を支えるゴム・エラストマー：新素材・自己修復・強靱化と最先端評価技術 (CSJカレントレビュー 46)
日本化学会
日本語, 分担執筆, 208, 化学同人, 出版日 2023年03月28日, ISBN 475981406X - ソフトロボット学入門: 基本構成と柔軟物体の数理
鈴森 康一; 中嶋 浩平; 新山 龍馬; 舛屋 賢; 新学術領域「ソフトロボット学」研究班; 日本ロボット学会; 文部科学省
日本語, 分担執筆, 320, オーム社, 出版日 2023年01月19日, ISBN 427422998X - Liquid metal-based soft actuators and sensors for biomedical applications. Metal Oxides for Biomedical and Biosensor Applications
Jun Shintake; Yegor Piskarev
英語, 分担執筆, Elsevier, 出版日 2022年01月01日, ISBN 9780128230336 - Dielectric elastomers as eaps: how to start experimenting with them. Electromechanically active polymers: a concise reference
Herbert Shea; Soo Jin; Adrian Koh; Ingrid Graz; Jun Shintake
学術書, 英語, 分担執筆, Springer International Publishing, 出版日 2016年, ISBN 9783319315287
講演・口頭発表等
- Multidimensional Evaluation of Aircraft Design: The Crossover Between Aesthetics and Performance/Safety
Jun Shintake; Muhammad Naveed Raza; Ryo Saito; Yoshiaki Abe
ポスター発表, 英語, Twenty-first International Conference on Flow Dynamics
発表日 2024年11月20日
開催期間 2024年11月18日- 2024年11月20日 - 電気流体力学ポンプの高出力化の一検討
柴原 佑哉; 小川 直記; 赤井 日出子; 新竹 純
口頭発表（一般）, 日本語, Dynamics and Design Conference
発表日 2024年09月04日 - Soft underwater robots
Jun Shintake
シンポジウム・ワークショップパネル（指名）, Embodied Intelligence Conference, 招待
発表日 2024年03月20日 - 可食ロボットの研究
新竹 純; 髙橋 慶悟; 髙井 和真
ポスター発表, 日本科学振興協会 年次大会2023
発表日 2023年10月08日 - 直接駆動方式の生物模倣型水中ロボット
新竹 純; 井口 慶祐; 舟久保 賢希; 原田 開生
ポスター発表, 日本科学振興協会 年次大会2023
発表日 2023年10月07日 - 植物ロボットの研究
新竹 純; 佐藤 操生; 村上 和也
ポスター発表, 日本科学振興協会 年次大会2023, 査読付
発表日 2023年10月07日 - 生分解性を有するソフトアクチュエータとセンサ
髙井 和真; 細矢 直基; 新竹 純
口頭発表（一般）, Dynamics and Design Conference 2023
発表日 2023年08月31日 - 天然ゴムを用いた振動センサ
藤牧 礼欧; 前田 真吾; 新竹 純; 細矢 直基
口頭発表（一般）, Dynamics and Design Conference 2023
発表日 2023年08月31日 - 直接駆動方式の生物模倣型水中ロボット
井口慶祐; 新竹 純
口頭発表（一般）, 回転機/リニアドライブ/家電･民生合同研究会
発表日 2023年08月09日 - Environmentally Friendly Soft Robotic Devices
Jun Shintake
口頭発表（招待・特別）, Translational soft robots in successful real-world applications, Robotics: Science and Systems, 招待
発表日 2023年07月14日 - EHDソフトアクチュエータ
佐藤優輝; 新竹純
ポスター発表, ロボティクス・メカトロニクス講演会
発表日 2023年06月30日 - 熱と電場の両方に応答するハイブリッド誘電エラストマーアクチュエータの提案
柿原隆之介; 小田大夢; 比留田稔樹; 新竹純; 奥崎秀典; 高木賢太郎
ポスター発表, ロボティクス・メカトロニクス講演会
発表日 2023年06月30日 - 直接駆動方式に基づくカメ型の生物模倣型水中ロボット
舟久保賢希; 新竹純
ポスター発表, ロボティクス・メカトロニクス講演会
発表日 2023年06月30日 - 直接駆動方式に基づく魚型の生物模倣型水中ロボット
井口慶祐; 新竹純
ポスター発表, ロボティクス・メカトロニクス講演会
発表日 2023年06月30日 - 視覚刺激と触覚刺激による感情制御の実現可能性の研究
河上響; 村上和也; 菅哲朗; 小泉直也; 新竹純
ポスター発表, ロボティクス・メカトロニクス講演会
発表日 2023年06月30日 - 身体の非対称性が生む運動の対称性の破れ：水中移動ロボットのシンプル制御
水野礼瀬; 新竹純; 池本有助
ポスター発表, ロボティクス・メカトロニクス講演会
発表日 2023年06月30日 - やわらかいセンサ
新竹純
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 第40回 日本ロボット学会学術講演会オープンフォーラム ソフトロボット学の全貌を理解する --体系的テキストの上梓--, 国内会議
発表日 2022年09月09日 - 静電アクチュエータを用いたアクティブテンセグリティ構造体
渡邉修也; 新竹純
口頭発表（一般）, 日本語, Dynamics and Design Conference
発表日 2022年09月05日 - PVCゲルポンプの開発
本橋朋樹; 小川直記; 赤井日出子; 新竹純
口頭発表（一般）, 日本語, Dynamics and Design Conference
発表日 2022年09月05日 - 直接駆動方式に基づく生物模倣型水中ロボットの特性解析
井口慶祐; 新竹純
口頭発表（一般）, 日本語, 回転機/リニアドライブ/家電・民生合同研究会
発表日 2022年08月08日 - サービスロボットの要求を実現する小形モータとその制御技術
新竹純
口頭発表（一般）, 日本語, 電気学会 産業応用フォーラム
発表日 2022年04月22日 - Soft actuators, sensors, and robots based on dielectric elastomers
Jun Shintake
口頭発表（招待・特別）, 英語, International Conference on Materials and Manufacturing Technologies/International Conference on Advanced Mechanism and Machine Technology, 招待, 国際会議
発表日 2021年10月29日 - 水中で動作する誘電エラストマーファイバーアクチュエータの研究開発
清水敬太; 菅野亮; 永井敏輝; 新竹純
口頭発表（一般）, 日本語, Dynamics and Design Conference, 国内会議
発表日 2021年09月17日 - 内骨格構造を有する誘電エラストマーアクチュエータの研究開発
永井敏輝; 新竹純
口頭発表（一般）, 日本語, Dynamics and Design Conference, 国内会議
発表日 2021年09月17日 - 直接駆動方式の生物模倣型水中ロボット
新竹純; 井口慶祐
口頭発表（一般）, 日本語, 回転機/リニアドライブ/家電・民生合同研究会, 国内会議
発表日 2021年07月06日 - 誘電エラストマーテンセグリティアクチュエータ
渡邉修也; 池本有助; 新竹純
ポスター発表, 日本語, ロボティクス・メカトロニクス講演会
発表日 2021年06月08日 - エラストマーセンサを内包したマッキベン型人工筋肉
菅野亮; 渡邉修也; 清水敬太; 新竹純
ポスター発表, 日本語, ロボティクス・メカトロニクス講演会, 国内会議
発表日 2021年06月08日 - 環境に遍在するモノを活用したカモフラージュ水中ロボットの開発
島ノ上諒; 万木将暉; 新竹純; 池本有助
ポスター発表, 日本語, ロボティクス・メカトロニクス講演会
発表日 2021年06月08日 - テンセグリティ・スパインを搭載した四脚ロボットの脊柱剛性と歩容パターンの関係調査
林祐介; 大西功二; 新竹純; 池本有助
ポスター発表, 日本語, ロボティクス・メカトロニクス講演会
発表日 2021年06月08日 - 機械的アクションポテンシャル運動：双安定力学系を活用したテンセグリティ・スパインジョイントの瞬発運動生成
原田将成; 新竹純; 池本有助
ポスター発表, 日本語, ロボティクス・メカトロニクス講演会
発表日 2021年06月08日 - サービスロボット用モータに必要な要素技術〜薄さ・細さ〜
新竹純; 野澤淳一; 馬場和彦; 石川赴夫; 奥松美宏
口頭発表（一般）, 日本語, 令和3年電気学会全国大会
発表日 2021年03月09日 - 誘電エラストマーを用いたトランスデューサーとロボット
新竹純
口頭発表（招待・特別）, 日本語, スマートプロセス学会、エレクトロニクス生産科学部会、電子デバイス実装研究委員会, 招待
発表日 2021年03月08日 - マイクロソフトポンプに向けた電極作製法の検証
坂口諒; 新竹純
口頭発表（一般）, 日本語, 第27回「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム
発表日 2021年02月02日 - 静電容量型ソフト歪みセンサを用いた薄型平面シェルグリッパの把持状態推定
松野孝博; 鐘江崚; 清水敬太; 王忠奎; 新竹純; 平井慎一
口頭発表（一般）, 日本語, 第38回日本ロボット学会学術講演会, 国内会議
発表日 2020年10月10日 - アクリル系導電性エラストマーによるソフトセンサとアクチュエータ
菅野亮; 新竹純
口頭発表（一般）, 日本語, Dynamics and Design Conference
発表日 2020年09月01日 - Physical I.D.:物理的に複製困難な人工スキンの開発
戸田将也; 万木将暉; 新竹純; 池本有助
ポスター発表, 日本語, ロボティクス・メカトロニクス講演会
発表日 2020年05月28日 - 機械的アクションポテンシャルに基づくダンゴムシ型ロボットの俊敏逃避行動の実現
花井澪; 大西功二; 新竹純; 池本有助
ポスター発表, 日本語, ロボティクス・メカトロニクス講演会, 国内会議
発表日 2020年05月28日 - 柔らかさと硬さを両立するヒレを搭載したエイ型水中ロボットの開発
万木将暉; 三品博暉; 新竹純; 池本有助
ポスター発表, 日本語, ロボティクス・メカトロニクス講演会, 国内会議
発表日 2020年05月28日 - 生分解性材料に基づくソフトアクチュエータのシミュレーションによる解析
永井敏輝; 新竹純
ポスター発表, 日本語, ロボティクス・メカトロニクス講演会, 国内会議
発表日 2020年05月28日 - 誘電エラストマーを用いた柔らかいトランスデューサーとロボット
新竹純
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム, 招待, 日本機械学会 マイクロ・ナノ工学部門, 国内会議
発表日 2019年11月21日 - 高分子アクチュエータの基礎と応用
新竹純
口頭発表（招待・特別）, 日本語, ソフトアクチュエータの基礎と最新応用事例, 招待, 日本機械学会 機素潤滑設計部門, 国内会議
発表日 2019年11月19日 - 誘電エラストマーを用いたソフトトランスデューサーとロボット
新竹純
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 計測自動制御学会SI部門ソフトマテリアル応用部会 高分子アクチュエータ入門（第3回：誘電エラストマーアクチュエータ編2019）, 国内会議
発表日 2019年09月03日 - 柔らかいトランスデューサーとロボット
新竹純
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 第25回創発システム・シンポジウム, 国内会議
発表日 2019年09月01日 - イソギンチャクロボットの研究開発
三品博暉; 万木将暉; 新竹純; 池本有助
ポスター発表, 日本語, 第25回創発システム・シンポジウム
発表日 2019年08月31日 - アンチフラジャイル特性に基づくテンセグリティ構造物の剛性設計手法の提案
大西功二; 渡邊智哉; 新竹純; 池本有助
ポスター発表, 日本語, 第25回創発システム・シンポジウム
発表日 2019年08月31日 - テンセグリティ構造を用いた歩行ロボットの設計・開発
渡邊智哉; 大西功二; 新竹純; 池本有助
ポスター発表, 日本語, 第25回創発システム・シンポジウム
発表日 2019年08月31日 - 静電容量型ソフト歪みセンサの感度向上
新竹純; 荻島啓太; 永井敏輝
口頭発表（一般）, 日本語, Dynamics and Design Conference
発表日 2019年08月30日 - 誘電エラストマーに基づくトランスデューサーとロボット
新竹純
口頭発表（基調）, 日本語, Dynamics and Design Conference
発表日 2019年08月30日 - Soft actuators and robots based on DEAs
Jun Shintake
口頭発表（招待・特別）, 英語, International Conference on Active Polymer Materials and Soft Robotics (APMSR), 国際会議
発表日 2019年08月26日 - やわらかいロボット
新竹純
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 第18回UECアライアンスセンターICTワークショップ
発表日 2019年08月01日 - 軟骨を活用したエイロボットの開発
万木将暉; 三品博暉; 新竹純; 池本有助
ポスター発表, 日本語, ロボティクス・メカトロニクス講演会
発表日 2019年06月07日 - Silicone based dielectric elastomer transducers and robots
Jun Shintake
口頭発表（招待・特別）, 英語, International Conference on Electronics Packaging, 招待, Niigata, Japan, 国際会議
発表日 2019年04月19日 - シリコーンエラストマーを用いたトランスデューサーとロボット
新竹純
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 第28回日本MRS年次大会 研究会「ソフトアクチュエータ産業化研究会」シンポジウム, 招待, 国内会議
発表日 2018年12月18日 - 歯車測定機の精度向上に関する研究（第1報）：測定力変化の影響
田口哲也; 新竹純; 明愛国; 下条誠
口頭発表（一般）, 精密工学会秋季大会
発表日 2012年09月14日 - マンタの動きを模倣したソフト水中ロボットの開発
大阪拓真; 新竹純; 明愛国; 下条誠
口頭発表（一般）, 第17回日本IFToMM会議シンポジウム
発表日 2011年07月16日 - 圧電繊維複合材料を用いた水中ロボットの開発：単一ヒレ構造による推進運動の多様化
新竹純; 明愛国; 下条誠
ポスター発表, ロボティクス・メカトロニクス講演会
発表日 2010年06月16日 - 圧電繊維複合材料を用いた水中ロボットの開発：本体屈曲型尾ヒレ推進水中ロボットの試作
新竹純; 明愛国; 下条誠
口頭発表（一般）, 日本語, 第27回日本ロボット学会学術講演会
発表日 2009年09月15日
担当経験のある科目_授業
- イノベイティブ総合コミュニケーションデザイン1
2023年04月 - 現在
電気通信大学 - 大学院技術英語
2023年04月 - 現在
電気通信大学 - メカトロニクス基礎実験Ａ
2019年03月 - 現在
電気通信大学 - メカトロニクス基礎実験B
2018年10月 - 現在
電気通信大学 - Soft Robotics, "Soft Actuators"
2023年11月 - 2023年11月
立命館大学 - アクチュエータ工学特論, "分子系ソフトアクチュエータの開発"
2023年07月 - 2023年07月
中央大学 - 技術とコンテンツ, "可食ロボティクス"
2023年07月 - 2023年07月
東京大学 - メカノデザイン
2019年10月 - 2023年03月
電気通信大学
共同研究・競争的資金等の研究課題
- 共鳴モード場に基づくテンセグリティ・水中ロボットの身体設計諭の確立
池本 有助; 新竹 純
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 名城大学, 基盤研究(B), 23H03480
研究期間 2023年04月01日 - 2027年03月31日 - らせん状電極を有する繊維状ソフトポンプの研究開発
新竹 純
日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 電気通信大学, 基盤研究(B), 23H01377
研究期間 2023年04月01日 - 2027年03月31日 - 異種複合化され協調動作する高分子人工筋の創製と複合物理モデルベースト制御
高木 賢太郎; 入澤 寿平; 安積 欣志; 奥崎 秀典; 新竹 純; 西田 豪
日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 豊橋技術科学大学, 基盤研究(B), 22H01428
研究期間 2022年04月01日 - 2026年03月31日 - 直接駆動方式の生物模倣型水中ロボットの研究開発
公益財団法人 永守財団
研究期間 2023年10月 - 2024年09月 - 直接駆動方式の生物模倣型水中ロボットの研究開発
公益財団法人 永守財団
研究期間 2022年10月 - 2023年09月 - 視覚刺激と触覚刺激による感情のリアルタイム制御と社会展開に関する研究調査
公益財団法人 電気通信普及財団, 研究調査助成
研究期間 2022年04月01日 - 2023年03月31日 - 繊維状ソフトポンプの研究開発：基礎特性の把握
新竹 純
日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究, 電気通信大学, 若手研究, 本研究は、内部的に実装できる繊維状ソフトポンプの製造方法の確立、ポンプの基礎的な性能特性の明確化、および実機の開発を通したソフトロボティクスへの有効性の検証を行うことを目的としている。本研究で提案する繊維状ソフトポンプは、シリコーンチューブと柔らかい電極から構成される。 当該年度では繊維状ポンプの製造方法の確立に主として取り組んだ。まず、ポンプの母体となるシリコーンチューブの材料および製作工程について試作を通した検討を行い、十分な柔らかさを持つ任意の直径のチューブの作製を可能とする方法を確立した。この方法では、型を用いるモールディングによってチューブを作製する。2種のシリコーンを特定の比率で混合したものを材料とし、型に流し込んで硬化するだけでチューブの作製が完了する。チューブと柔らかい電極の接着も確認でき、それによって基本的なポンプの製造方法を確立することができた。 実験用のポンプを製作する前段階として、液体のシーリングや絶縁耐性の確認を行った。その過程で、当該年度に製作したチューブそのものが、静電アクチュエータとして機能することを見出した。これは、本研究における副次的な成果である。また、繊維状ポンプを特性解析するための、圧力・流用センサーと治具からなるテストベンチの製作を行い、単純なポンプをサンプルとした簡易実験によって測定が正確に行えることを確認した。他方、これまでの知見に基づいて、海外の研究者との共同研究も行った。, 21K14126
研究期間 2021年04月01日 - 2023年03月31日 - グリーンロボティクス：生分解性ソフトロボット要素の研究開発
新竹 純
日本学術振興会, 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 電気通信大学, 新学術領域研究(研究領域提案型), 本研究では、機械的な特性と電気的な特性が両立した生分解性材料と、それを適用したアクチュエータやセンサといった要素を開発することを目的としている。材料の電気的な特性の目標値としては、絶縁体の場合は1×10 Ω・m以上、導体の場合は1×10 Ω・m以下としている。機械的な特性の目標値については、ヤング率0.1-2 MPa程度で伸縮性が100%程度の伸び歪みとしている。当該年度では、主材としてゼラチンに着目し、グリセロールや塩化ナトリウム、セルロースを添加剤として、それらの多寡が結果としてできる材料の特性にどのように影響するのかを、実験を通して明らかにした。その結果、電気的特性と機械的特性を満足する材料を得ることができた。 開発した材料を電気的に駆動するソフトアクチュエータに適用し、生分解デバイスとして動作可能かどうかを検証した。具体的には、液体を内包した絶縁性フィルム上に、開発した材料を電極として塗布した静電流体アクチュエータを構成した。液体には植物油、絶縁性フィルムにはポリ乳酸とポリブチレンアジペートテレフタレートの合成樹脂をそれぞれ用いており、これらはいずれも生分解性材料である。実験の結果、アクチュエータは印加電圧に応じた大変形を出力することが確認でき、電気的に駆動される生分解性デバイスとして機能することが分かった。 ゼラチンを主材としたセルロースの添加は海外機関との共同研究という形でも行っており、その副次的な効果として、材料の3Dプリントが可能になることを見出した。これは、セルロースによって流動性を調整できることに起因しており、これまで困難であった柔らかいゼラチン材料の精度の高い3Dプリントができるようになった。これは、当該研究の今後の遂行において非常に強力な手段となるものである。 以上の活動に加え、これまでの知見を活かした共同研究を国内外の研究者と行った。, 21H00324
研究期間 2021年04月01日 - 2023年03月31日 - テンセグリティロボットを用いた生物の射出運動生成機構の理解
池本 有助; 新竹 純
日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 名城大学, 基盤研究(B), 本研究の目的は，硬い部材を柔らかい部材の張力によって形態を維持するテンセグリティの設計原理を活用したロボットを開発し，ダンゴムシなどの蛇腹状の多関節を有する生物の逃避行動にみられる瞬間的屈曲運動を実現する．そして，数値シミュレーションおよび実ロボットの具現化を行うことである． 今年度では，開発した射影幾何に基づくテンセグリティロボットシミュレータの数値計算を並列化し，計算コストの大幅な削減が可能となった．また，アクリル板を使用した２Dから３Dのテンセグリティオブジェクト開発方法を確立し，ハードウェア開発の大幅な時間短縮が可能となった．これらのハードウェア設計・製作手法は国内特許に出願した． また，引き続き，テンセグリティ構造体の最適化アルゴリズムを双安定力学系に基づき考察した．その結果，数値シミュレーション結果と実機実験との比較を行うことが可能となり，より再現性の高い実験と結果検証が可能となった．この双安定力学特性を用いた構造設計を行い，エビの屈曲状態を維持するテンセグリティ構造体を製作するに至った．本結果は，国際会議でのポスター発表を行った． また，ソフト材料とリジッド材料の成型の設計に関し，剛性の異なるソフト材料を混合させる技術基盤を確立した．特に，ソフト材料とリジッド材料の成型を自由自在かつ短時間で行う方法論を駆使し，様々な複合剛性を有するソフトロボットを開発した．本結果は，国際ジャーナルに掲載された．, 19H02118
研究期間 2019年04月01日 - 2023年03月31日 - 直接駆動方式の生物模倣型水中ロボットの研究開発
公益財団法人 永守財団
研究期間 2021年10月01日 - 2022年09月30日 - 植物ロボットの研究
国立研究開発法人 科学技術振興機構, 創発的研究支援事業
研究期間 2022年04月01日 - Sustainable Soft Robotics
Swiss National Science Foundation, Partner: Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology
研究期間 2021年03月01日 - 2022年02月28日 - 変形状態での微小流体制御と精密計測を可能とするマイクロソフトポンプの開発
精密測定技術振興財団, 精密測定技術向上のための調査・研究事業に対する助成
研究期間 2020年04月01日 - 2021年03月31日 - 土に還るロボット：生分解性ソフトアクチュエータの変性機序の解明と設計法の確立
新竹 純
日本学術振興会, 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 電気通信大学, 新学術領域研究(研究領域提案型), 前年度に構築した、微生物による分解に対する生分解性材料の機械特性の変化をパラメータとして実装した、ソフトアクチュエータのシミュレーション環境の妥当性を検証するために、実機アクチュエータとの比較実験を行った。アクチュエータは空気の入力によって曲げ変形するものであり、実験の前段階として、本研究で用いている生分解性材料であるゼラチンとグリセロールの混合物に適した構造、形状、および製作工程を明らかにした。 シミュレーションとの比較実験では、製作したアクチュエータが0、5、10、15、20、および25%の生分解度を持つような、最適な分解条件を明らかにし、これを適用した。実験の結果、分解度ごとのアクチュエータの曲げ動作の変化の傾向はシミュレーションで予測されたものと同様であることが分かった。また、それぞれの分解度における曲げアクチュエーションの変化量も、高い精度でシミュレートできることが分かった。これは実験値とシミュレーション値の間の決定係数で定量的に判断されたもので、それぞれの分解度で0.997までの高い値が得られた。 以上の結果により、生分解性ソフトアクチュエータがどのように変性し、その出力特性がどう変化するのかという、変性機序を明らかにすることができた。そして、それらの挙動を予測するシミュレーション環境の妥当性が明らかになり、生分解性ソフトアクチュエータの設計法の一つとして確立できたことが示された。今後の研究の展開としては、本研究で得られた材料の解析手段や設計法を、様々な生分解性材料に基づくソフトアクチュエータやセンサに適用していくことが挙げられる。 なお、本研究においてアクチュエータの構造や製作方法を検討する過程で、非生分解性材料に基づく柔らかいデバイスの知見も副次的に得ることができた。, 19H05328
研究期間 2019年04月01日 - 2021年03月31日 - 高い形状自由度を持つ積層型誘電エラストマーアクチュエータの研究開発
新竹 純
日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究, 電気通信大学, 若手研究, 積層型の誘電エラストマーアクチュエータはソフトロボティクスの技術として有望であるが，その形状は限定的で，製作には長い時間がかかり，特殊で複雑な設備が必要である．本研究では，積層型の誘電エラストマーアクチュエータの製作を極めて単純な工程で行える新しい方法として，モールディング法を提案した．そして，提案手法に基づいて製作されたアクチュエータの特性を実験や解析モデルによって明らかにするとともに，ソフトロボットへの有効性を実機の開発を通して検証した．, 19K14942
研究期間 2019年04月01日 - 2021年03月31日 - 生物模倣に基づく移動ロボットの先進化
文部科学省, 卓越研究員事業
研究期間 2018年03月 - 2019年03月
産業財産権
- アクチュエータ、積層型アクチュエータ、電気流体力学ポンプおよび積層型ポンプ
特許権, 赤井 日出子, 小川 直記, 新竹 純, 深沢 あい美, 柴原 佑哉, 草間 健吾, 特願2024-178396, 出願日: 2024年10月10日 - マイクロポンプ用動作液体及びマイクロポンプ
特許権, 特願2022-137614号, 出願日: 2022年08月31日 - マイクロポンプ
特許権, 特願2022-137615号, 出願日: 2022年08月31日 - A variable stiffness magnetic catheter made of a conductive shape memory polymer for minimally invasive surgery
特許権, PCT/IB2021/061305, 出願日: 2021年12月03日 - テンセグリティ構造物、及びテンセグリティ構造物の係止部
特許権, -, 出願日: 2021年10月14日 - 多層構造体の製造方法
特許権, 2020-008359, 出願日: 2020年01月22日, 2021-118556 - 静電容量型歪みセンサ
特許権, 2019-149707, 出願日: 2019年08月19日, 2021-32586 - Stretchable electrohydrodynamic pump
特許権, PCT/EP2019/063086, 出願日: 2019年06月25日 - Electroadhesive device, system and method for gripping
特許権, Jun Shintake, Samuel Rosset, Brian Schubert, Dario Floreano, Herbert Shea, WO2017145103A1, US20190047157A1, 出願日: 2017年02月24日
社会貢献活動
- やわらかい機能性材料とデバイス② ソフトセンサ、全体質疑
講師, 神奈川県立産業技術総合研究所, 基礎から学ぶソフトロボット学, セミナー・ワークショップ
2024年11月11日 - 2024年11月12日 - EU共同研究への旅
実演, 科学技術振興機構, サイエンスアゴラ, フェスティバル
2024年10月26日 - 2024年10月26日 - ヤング・リーダーズ・プログラム
その他, 科学技術と人類の未来に関する国際フォーラム, その他
2024年10月05日 - 2024年10月05日 - 未来のロボットの在り方を変えるソフトロボティクス
講師, 三鷹市⽣涯学習センター, 人と地球とＡＩ社会のこれから～ＡＩや科学技術の進歩は人を幸せにするか～, 講演会
2024年09月27日 - ソフトロボットとマテリアルの融合1
パネリスト, いいかげんなロボット展2024 ～マテリアルとソフトロボットの融合～
2024年09月20日 - 2024年09月21日 - 食べられるロボット
実演, いいかげんなロボット展2024 ～マテリアルとソフトロボットの融合～
2024年09月20日 - 2024年09月21日 - 新竹研究室（電通大）の見学会
実演, 第2回先端センサ・アクチュエータ･ネットワークの設計と応用に関する研究分科会, セミナー・ワークショップ
2023年12月21日 - Soft actuators, sensors, and robots
講師, National Yang Ming Chiao Tung University, セミナー・ワークショップ
2023年11月28日 - 可食ロボティクス
講師, 食品技術士センター7月度例会・講演会, セミナー・ワークショップ
2023年07月15日
メディア報道
- A robot made from radish sprouts and the rise of plant-based machines
Advanced Science News, https://www.advancedsciencenews.com/a-robot-made-from-radish-sprouts-and-the-rise-of-plant-based-machines/, インターネットメディア
公開日 2024年10月09日 - 「ロボットを食べる」発想
読売新聞, 夕刊5面, 新聞・雑誌
公開日 2024年06月27日 - さまざまな機能を付与してロボットと共生できる未来を創る
Top Researchers編集部, Top Researchers, https://top-researchers.com/?p=2765, インターネットメディア
公開日 2024年03月26日 - 生物のように柔らかくて強靭な次世代ロボットを創ろう
河合塾, みらいぶっく｜学問・大学なび, https://miraibook.jp/researcher/w23085, インターネットメディア
公開日 2024年03月22日 - やわらか発想、ぐにゃぐにゃロボット
朝日新聞, 朝刊23面, 新聞・雑誌
公開日 2024年01月19日 - （扉）やわらか発想、ぐにゃぐにゃロボット 食べられる素材・生物ヒント、広がる可能性
朝日新聞デジタル, https://www.asahi.com/articles/DA3S15841854.html?iref=pc_ss_date_article, インターネットメディア
公開日 2024年01月19日 - Liquid magnet propellers could be a safer way to power boats
New Scientist, https://www.newscientist.com/article/2409313-liquid-magnet-propellers-could-be-a-safer-way-to-power-boats/, インターネットメディア
公開日 2023年12月21日 - “食べられる“ドローンで救命ー自分の顔ではなく翼を食料として与える『ヒーロー』が活躍するかもしれない
日経サイエンス, 新聞・雑誌
公開日 2023年09月 - Creating soft components for robots that return to nature
Advanced Science News, https://www.advancedsciencenews.com/creating-soft-components-for-robots-that-return-to-nature/, インターネットメディア
公開日 2023年07月12日 - The art of Kirigami and paper electronics
Advanced Science News, https://www.advancedsciencenews.com/the-art-of-kirigami-and-paper-electronics/, インターネットメディア
公開日 2020年05月26日 - An Edible Actuator for Ingestible Robots
IEEE Spectrum, https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/robotics-hardware/an-edible-actuator-for-ingestible-robots, インターネットメディア
公開日 2017年10月 - ゼラチン製の食べられるロボットの研究―、患部に直接届く薬としての応用可能性も
Tech Crunch Japan, https://jp.techcrunch.com/2017/03/15/20170313edible-robotics/, インターネットメディア
公開日 2017年03月 - Robotic Fingers Use 'Artificial Muscles' to Lift Eggs Without Breaking Them
Newsweek, https://www.newsweek.com/robotic-fingers-use-artificial-muscles-lift-eggs-without-breaking-them-421701, インターネットメディア
公開日 2016年02月 - A Strong Robot Hand with a Softer Side
MIT Technology Review, https://www.technologyreview.com/2016/02/09/162357/a-strong-robot-hand-with-a-softer-side/, インターネットメディア
公開日 2016年02月 - UAVs Flex Their Artificial Muscles
IEEE Spectrum, https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/drones/uavs-flex-their-artificial-muscles, インターネットメディア
公開日 2014年10月
