少ないモータで多数の関節を巧みに操る「移動関節式ヘビ型ロボット」を開発~ロボティクスに関するトップ国際論文誌でBest Paper Awardを受賞~

2026-06-05 電気通信大学

東北大学、東京大学、九州大学らの研究グループは、モータ自体がロボット内部を移動して関節機能を必要な場所へ移す「移動関節機構」を開発し、少数のモータで多数の関節を制御できる「移動関節式ヘビ型ロボット」を実現した。従来のヘビ型ロボットは滑らかな動作を実現するために多数のモータを必要とし、重量や消費電力の増大が課題だった。本研究では、モータを固定せず体内で移動可能にすることで、わずか5個のモータで40関節を制御し、生物のヘビに近い滑らかな蛇行運動を達成した。さらに、柔軟な外皮にワイヤレス給電機構を組み込み、移動するモータへ非接触で電力供給する仕組みを構築した。その結果、総重量1.3kg、消費電力7.6Wという軽量・低消費電力設計を実現し、障害物を利用して推進力を得る「障害物利用移動」にも成功した。複雑な環境での引っ掛かりや停止も大幅に低減された。本成果は災害現場の探索、配管点検、インフラ保守などへの応用が期待され、ロボティクス分野の主要国際誌IEEE Robotics and Automation Lettersに掲載され、約1700件中5件のみが選ばれるBest Paper Awardを受賞した。

少ないモータで多数の関節を巧みに操る「移動関節式ヘビ型ロボット」を開発~ロボティクスに関するトップ国際論文誌でBest Paper Awardを受賞~

<関連情報>

関節位置変更可能な内部無線平面ヘビ型ロボット Joint-Repositionable Inner-Wireless Planar Snake Robot

Ayato Kanada; Ryo Takahashi; Keito Hayashi; Ryusuke Hosaka; Wakako Yukita; Yasutaka Nakashima,…
IEEE Robotics and Automation Letters  Published:27 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1109/LRA.2025.3555394

Abstract

Bio-inspired multi-joint snake robots offer the advantages of terrain adaptability due to their limbless structure and high flexibility. However, a series of dozens of motor units in typical multiple-joint snake robots results in a heavy body structure and hundreds of watts of high power consumption. This paper presents a joint-repositionable, inner-wireless snake robot that enables multi-joint-like locomotion using a low-powered underactuated mechanism. The snake robot, consisting of a series of flexible passive links, can dynamically change its joint coupling configuration by repositioning motor-driven joint units along rack gears inside the robot. Additionally, a soft robot skin wirelessly powers the internal joint units, avoiding the risk of wire tangling and disconnection caused by the movable joint units. The combination of the joint-repositionable mechanism and the wireless-charging-enabled soft skin achieves a high degree of bending, along with a lightweight structure of 1.3 kg and energy-efficient wireless power transmission of 7.6 watts.

 

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