NEDO 官民による若手研究者発掘支援事業 「若サポ」
若手研究者産学連携プラットフォーム
研究の成熟度
TRL1
基本原理・
現象の確認
基礎研究
TRL2
原理・現象の
定式化
基礎研究
TRL3
実験による
概念実証
応用研究
TRL4
実験室での
技術検証
応用研究
TRL5
使用環境に
応じた技術検証
実証
TRL6
実環境での
技術検証
実証
TRL7以上
実環境での
技術検証
※TRL（TRL（Technology Readiness Level）：特定技術の成熟度を表す指標で、異なったタイプの技術の成熟度を比較することができる定量尺度
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ビジョン
人工衛星の用途の多様化と開発の活発化に伴い、地上で姿勢や回転運動を正確に再現・評価する技術が求められています。一方、従来の試験装置は回転範囲や再現精度に制約があり、試験も複数の設備・工程に分かれています。本研究では、全方向に連続回転できる独自の機構により、慣性特性計測、センサ校正、アクチュエータ特性評価、姿勢制御の検証を一体化する試験装置の実現を目指します。複雑な回転運動の再現と試験の高精度化・効率化を通じ、衛星開発のリードタイムとコストの削減に貢献します。
最終用途例
APPLICATION
小型衛星から大型衛星までを対象に、姿勢決定・制御系の試験装置へ応用します。慣性特性計測やセンサ校正から姿勢制御の検証までを一体化し、試験の効率化と信頼性向上を目指します。
APPLICATION
試料の姿勢を連続的に変化させる装置への応用を想定しています。細胞・生物・材料を対象とした疑似微小重力環境での実験に活用します。
強み
特定の姿勢で回転の自由度が失われる「ジンバルロック」を生じず、全方向に連続回転できる機構を目指しています。回転方向や角度の制約をなくし、有限のモータ速度で制御できる構成を提案しています。
摩擦力によって回転させる方式とは異なり、形状と接触位置の関係を利用して動力を伝えます。伝動滑りに起因する誤差を避けられ、モータ位置に基づく姿勢計測にもつながります。クラッチや軸の切替えを使わず、連続的で滑らかな動作を実現する構成です。
リンク機構として扱えるため、装置の大きさや必要な出力に応じて設計を展開できます。精密な電動モータから高出力の油圧アクチュエータまで選択でき、多様な製品開発への活用を想定しています。
テクノロジー
手の中で固形石鹸の向きを変えるように、縦・横・奥行きの長さが異なる三軸不等楕円体を複数のスライダで周囲から押し、姿勢を変えます。楕円体の形状と接触位置の関係を利用するため、摩擦駆動に頼らず、押す力を回転力として伝達できます。固定された回転軸を持たず、クラッチや軸の切替えなしに三次元の連続回転を実現する構成です。
共同研究仮説
宇宙機器・人工衛星関連企業と、耐荷重性、姿勢・角速度の精度、センシング機能、外部電磁場の影響、試験シナリオなどの要求仕様を整理します。実機・模擬衛星や姿勢制御機器を用いた評価を通じ、試験装置の性能と有効性を検証します。
研究者
【経歴】
2018.3 東京工業大学 大学院機械制御システム専攻 学位取得 博士（工学）
2018.4 東北大学 情報科学研究科 特任助教（研究）
2020.1 東北大学 タフ・サイバーフィジカルAI研究センター 助教
2024.4- 現在 大阪大学 大学院基礎工学研究科 准教授
2024.4- 現在 東北大学 タフ・サイバーフィジカルAI研究センター 客員准教授
2026.8- 現在 福島国際研究教育機構, 研究開発部門 狭隘空間災害対応ロボティクスユニット, 研究員
https://researchmap.jp/watanabe.masahiro
ロボット機構
ソフトロボティクス
メカトロニクス
レスキューロボット
アクチュエータ
