大学院工学研究院 システムの創生部門
准教授 渕脇 大海フチワキ オオミ
「高い汎用性」を特長とする「ロボット技術」と、「精密位置決め」を特長とする
「固定型多軸ステージ」の特徴を併せ持つ技術を開発した。
超精密小型ロボットにより、精密作業システムの柔軟性を飛躍的に高めることを目的としている。将来的には複数台の協調作業によるロボットファクトリの構築を目指している。これにより品種変更に伴う配置変更を、自動かつフレキシブルに実現できるようになり、少量多品種生産への適用力を大幅に拡大できると見込んでいる。
研究分野 - 分野
工学
研究分野 - 分科
機械工学
研究分野 - 細目名
機械力学・制御

キーワード
超小型精密自走機構 / μマニュピュレーション / 精密位置決め / 電磁アクチュエーター / 圧電アクチュエーター

相談に応じられるテーマ
精密作業ロボットの機構 計測、制御 / ロボットの精密位置決め / 微小物のマニピュレーション

所属
大学院工学研究院 システムの創生部門
理工学部 機械・材料・海洋系学科 機械工学EP
大学院理工学府 機械・材料・海洋系工学専攻　機械エ学
先進実践学環　応用AI、集積エレクトロニクスと社会展開

E-mail
fuchiwaki-ohmi-xk@ynu.ac.jp
ホームページ
http://www.fuchilab.ynu.ac.jp/index.php

研究概要

現在の実装設備は、実装精度が高くなるにつれて大型化し、場所・エネルギーの損失が大きくなります。さら
に、品種変更の際の配置換えが困難であり、変量多品種に対する柔軟性に欠けています。本研究では「平面内の併進X・Yと回転θの3自由」を、独立かつ精密に動作可能な、５cm立方サイズのXYθ小型自走機械を複数台用いて、変量多品種、省スペース、低コスト、省エネルギー、低振動の特長をもつシステムを開発しています。

アドバンテージ

既存機器の隙間、チャンバー、事務机等の狭小スペースにて、容易に精密作業を実現できる小型かつ軽量、ホロノミック、精密なロボット技術を提供します。
用途に合わせてカスタマイズ対応いたします。
既存機器のオプション機能追加にも適します。

事例紹介

昆虫のように小型軽量（５ｃｍ３，１００ｇ）なXYθに独立に精密動作可能な小型自走ロボットを提案し、全方向への並進動作や任意点での回転動作を実現しています。

これまでに、開ループ制御では、動作補正により経路長に対し1％の位置決め誤差を実現し、閉ループ制御では、エンコーダを複数組み合わせたＸＹθ変位センサにより0.1μｍの分解能でのＸＹθ軸の精密位置決め制御を実現しました。

小型ロボットに搭載する小型作業ツールでは、液架橋力により0.5mmサイズの柔軟かつ複雑な形状をもつ微小物を操作するマニピュレータを開発しています。また液中において振動ピペット近傍に発生する局所流動を用いて、柔軟かつ複雑形状をもつ細胞・微小部品を多軸かつ精密に操作する技術を開発しています。

主な所属学会

精密工学会 / ロボット学会 / 機械学会 / ＩＥＥＥ

主な論文

Satoshi Ando, Naoto Watanabe, Chihiro Sekine, Shogen Sekiguchi, Ohmi Fuchiwaki (2025), Autonomous Machine Learning-Based Classification and Arrangement of Submillimeter Objects Using a Capillary Force Gripper. Adv. Intell. Disc. 2500068.,https://doi.org/10.1002/aidi.202500068
Ryosuke Kinoshita, Rintaro Minegishi, Chihiro Sekine, Yohei Tsukui, Yuta Sunohara, Yuko Nishimura, Shogen Sekiguchi, Ohmi Fuchiwaki (2025), Untethered Autonomous Holonomic Mobile Micromanipulator for Operations in Isolated Confined Spaces. Adv. Intell. Syst. 2400872.,https://doi.org/10.1002/aisy.202400872, IF=7.4
Suzuki, M., Iida, Y., Tsukui, Y., Kusama, H., Kinoshita, R., Kusui, E., Sunohara, Y., Minegishi, R., Sugiyama, Y., Nishimura, Y., Sekine, C. and Fuchiwaki, O. (2024), Automatic Holonomic Mobile Micromanipulator for Submillimeter Objects Inspired by the Rhinoceros Beetle. Adv. Intell. Syst. 2300517.,https://doi.org/10.1002/aisy.202300517, IF=7.4

主な特許

特許第4660772号 米国特許7,726,210「検体動作制御装置、検体動作用のパラメータの取得方法、及び検体動作制御方法」

主な研究機器・設備

三次元モデリングマシン(Roland,MDX540、切削分解能1μm)
FPGA(NI、c-RIO)
垂直多関節ロボットアーム(EPSON、C4)