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ハプティックインターフェイスを指向した生体用接触圧力及びせん断力センサの新規構築

Research Project

Project/Area Number 21650146
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Rehabilitation science/Welfare engineering
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

笹川 和彦  弘前大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50250676)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2009: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords接触圧力 / センサ / ハプティックインターフェイス / せん断力
Research Abstract

平成22年度は最終年度であり,前年度までの研究成果を踏まえ,次の研究項目を実施することにより,生体用せん断応力・接触圧力分布センサのプロトタイプの構築なる本研究の目的を達成した。
1.基本構造単位の3次元集積化
微細加工技術を用い,せん断応力センサの基本構造単位を面内に5×3個アレイ状に集積することにより,せん断応力センサの2次元化を行った。これによりせん断応力の分布計測を可能にした。また,基本構造単位におけるせん断応力検出の電極パターンの改良を行い,感受性の向上を図るとともに,これまで困難であったせん断応力作用方向の検出を可能にした。さらに従来の接触圧力測定のためのセンサ構造も同時に集積することにより,接触圧力分布の測定機能を付加した高機能化を行った。これにより,厚さ方向の集積化を行うことなしに接触圧力分布とせん断応力分布の同時測定に成功した。
2.複合負荷試験に基づいた特性評価
前年度製作したせん断力試験装置に対し,垂直力の高精度な制御が行えるように改良を行い,試作した集積化センサのせん断応力-電気抵抗特性とそれらの感度均一性に関する特性評価を行った。また,接触圧力作用下での測定値におけるせん断応力と接触圧力との分離性についても評価を行い,これらを各々的確にかっ同時に測定可能であることを確認した。
3.集積化センサの生休への応用
集積化したセンサを健常者の膝蓋腱部に接着し,その上から骨折固定に用いる下腿装具を装着した状態で歩行を行い,歩行中の装具内接触圧力とせん断応力の分布測定に初めて成功し,生体のせん断応力・接触圧力分布を同時測定可能なセンサのプロトタイプ構築を達成した。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (1 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Development of Sensor System for Measurement of Distributions of Contact Pressure and Shear Stress on Contacting Skin Surface2010

    • Author(s)
      K.Sasagawa, K.Tokiyoshi
    • Journal Title

      Proc. 5th International Symposium on Advance and Technology in Experimental Mechanics

      Volume: CD-ROM

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体への適用を目的とした接触圧力およびせん断応力の同時測定センサの開発2010

    • Author(s)
      時吉康太, 笹川和彦
    • Organizer
      第37回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都市)
    • Year and Date
      2010-11-01
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 内視鏡手術への応用を目的とした高空間分解能接触圧力センサシステムの開発2010

    • Author(s)
      石川諒, 笹川和彦, 横山絋太郎, 大里泰彦
    • Organizer
      第37回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都市)
    • Year and Date
      2010-11-01
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 内視鏡手術へ適用可能な高空間分解能接触圧力センサ2010

    • Author(s)
      笹川和彦, 石川諒, 横山絋太郎, 大里泰彦
    • Organizer
      日本機械学会M&M2010材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      長岡技術科学大学(長岡市)
    • Year and Date
      2010-10-11
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 接触圧力およびせん断応力の分布測定を可能にするセンサシステムの開発2010

    • Author(s)
      時吉康太, 笹川和彦, 横山紘太郎
    • Organizer
      日本機械学会M&M2010材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      長岡技術科学大学(長岡市)
    • Year and Date
      2010-10-10
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体内の接触圧力およびせん断応力の同時測定センサの開発2010

    • Author(s)
      笹川和彦, 横山紘太郎, 時吉康太
    • Organizer
      日本機械学会東北支部第45期総会・講演会
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台市)
    • Year and Date
      2010-03-12
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 内視鏡視下手術への使用が可能な生体用接触圧力分布測定システムの開発2010

    • Author(s)
      笹川和彦, 大里泰彦, 横山紘太郎, 石川諒
    • Organizer
      日本機械学会東北支部第45期総会・講演会
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台市)
    • Year and Date
      2010-03-12
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 導電性高分子膜を用いた接触圧力分布センサの開発2010

    • Author(s)
      時吉康太, 横山紘太郎, 大里泰彦, 笹川和彦
    • Organizer
      日本機械学会東北学生会第40回学生員卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      秋田大学(秋田市)
    • Year and Date
      2010-03-05
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 内視鏡に格納可能な生体用接触圧力センサの開発2010

    • Author(s)
      石川諒, 横山紘太郎, 大里泰彦, 笹川和彦
    • Organizer
      日本機械学会東北学生会第40回学生員卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      秋田大学(秋田市)
    • Year and Date
      2010-03-05
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  • [Presentation] 脛骨粗面外側偏位が内側膝蓋大腿靭帯再建術後の膝蓋大腿関節接触圧に及ぼす影響2009

    • Author(s)
      津田英一, 石橋恭之, 山本祐司, 塚田晴彦, 佐々木規博, 藤哲, 笹川和彦
    • Organizer
      第36回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Place of Presentation
      ひめぎんホール(松山市)
    • Year and Date
      2009-10-17
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.mech.hirosaki-u.ac.jp/~sasagawa/labhp/

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] センサ装置および分布測定装置2010

    • Inventor(s)
      笹川和彦
    • Industrial Property Rights Holder
      弘前大学
    • Filing Date
      2010-09-10
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 接触圧力測定システム2010

    • Inventor(s)
      笹川和彦
    • Industrial Property Rights Holder
      弘前大学
    • Filing Date
      2010-08-05
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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