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Development of a thermal sensor that imitates human thermal sensation

Research Project

Project/Area Number 17K00243
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Perceptual information processing
Research InstitutionMaebashi Institute of Technology

Principal Investigator

Wang Feng  前橋工科大学, 工学部, 教授 (80323046)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords温度感覚 / センサ / 焦電効果 / PVDF / ペルチエ / 触覚センサ / 焦電特性 / 熱特性 / 温度 / スマートセンサ情報システム / 接触センシング処理
Outline of Final Research Achievements

This research developed a new type of thermal sensor that imitates human tactile temperature sensation. Human tactile temperature sensation was investigated using samples of different thermal properties and under different temperature. Relationships of the subjective evaluation of the sensation and samples’ temperature and their thermal properties were studied. A novel thermal sensor was developed using the PVDF (Polyvinylidene difluoride) film as the sensitive receptor by making use of its pyroelectric property. The sensor was testified with above-mentioned samples and compared to human subjective evaluation. The results verified that the proposed sensor can imitate human tactile temperature sensation, that is, it not only evaluates the temperature of an object it touches, but also thermal properties such as thermal conductivity, thermal capacity, etc. of the object.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

人間は、同じ温度の対象物に触れるとき、対象物の材質により暖かく感じたり、熱く感じたりする。しかし既存の温度センサは、対象物の材質に関係なく、同じ温度しか感じない。すなわち既存の温度センサは、人間の接触温度感覚が実現出来ない。本研究は、初めて人間の接触温度感覚を模擬する温感センサを提案して開発する。このようなセンサは完成実用化し、将来福祉介護ロボットに装着できれば、福祉介護ロボットに人間と同様な温度感覚を持たせることを可能として、被介護者の不快や怪我を防止でき、人間により優しい福祉看護ロボットの実現に期待できる。また福祉介護ロボットのほか、人間と共存協調するロボットの実現にも期待できる。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] Development of Thermal Sensor to Simulate Human's Contact Temperature SensationDevelopment of Thermal Sensor to Simulate Human's Contact Temperature Sensation2020

    • Author(s)
      Kosaku Eda, Feng Wang
    • Organizer
      ICMEMIS2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 指先温度感覚に及ぼす接触前指先温度の影響について2020

    • Author(s)
      畑 享佑、王 鋒
    • Organizer
      電気学会群馬支所・栃木支所合同研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトの接触温度感覚の識別特性について2020

    • Author(s)
      小林 直貴、王 鋒
    • Organizer
      電気学会群馬支所・栃木支所合同研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] PVDFを用いた温感センサの小型化2020

    • Author(s)
      辰川 フェリペ たかし、王 鋒
    • Organizer
      電気学会群馬支所・栃木支所合同研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] PVDFを用いた義肢制御用センサの開発2020

    • Author(s)
      掛札 拓雅、王 鋒
    • Organizer
      電気学会群馬支所・栃木支所合同研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 曲げ変形を利用したPVDF触覚センサの開発2020

    • Author(s)
      田部井 俊樹、王 鋒
    • Organizer
      電気学会群馬支所・栃木支所合同研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトの接触温度感覚に関する研究2019

    • Author(s)
      今村宏輝、江田虹咲、王鋒
    • Organizer
      第9回電気学会東京支部群馬・栃木支所合同研究発表会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 触覚センサを用いた義肢操作の試み2019

    • Author(s)
      手塚智也、王鋒
    • Organizer
      第9回電気学会東京支部群馬・栃木支所合同研究発表会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ヒトの接触温度感覚を模擬 する「温感センサ」の開発2018

    • Author(s)
      千葉 由理、王 鋒、江田 虹咲
    • Organizer
      平成 30 年電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Development of a Thermal Sensor Imitating Human Tactile Temperature Sensation2018

    • Author(s)
      Feng Wang, Yuri Chiba, and Nobuaki Nakazawa
    • Organizer
      International Conference on Technology and Social Science 2018
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ヒトの接触温度感覚に関する基礎研究2018

    • Author(s)
      岸田黎香, 江田虹咲, 千葉由理, 王鋒
    • Organizer
      第8回電気学会東京支部群馬・栃木支所合同研究発表会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ヒトの接触温度感覚を模擬するセンシング技術に関する研究2018

    • Author(s)
      江田虹咲, 岸田黎香, 王鋒
    • Organizer
      第8回電気学会東京支部群馬・栃木支所合同研究発表会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 触覚センサを用いた義肢操作の試み2018

    • Author(s)
      小田島瑞希, 王鋒
    • Organizer
      第8回電気学会東京支部群馬・栃木支所合同研究発表会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] システム生体工学専攻論文が国際会議ICMEMIS2019においてBest Paper受賞

    • URL

      https://www.maebashi-it.ac.jp/department/sle/info/prize/icmemis2019best_paper.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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