触覚・触感に基づくQOLテクノロジーの創出

• Project/Area Number: 21680046
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Rehabilitation science/Welfare engineering
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 田中 真美 Tohoku University, 教授 (80271873)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥27,170,000 (Direct Cost: ¥20,900,000、Indirect Cost: ¥6,270,000); Fiscal Year 2011: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2010: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000); Fiscal Year 2009: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
• Keywords: 触覚・触感センサ / QOLテクノロジー / 機能性材料 / 触診硬さ計測 / 曲率計測 / 点字読み取り用センサ / 触刺激計測 / 触診センサ / 多機能化 / 触診併用 / 特殊文字 / 識別システム / 高分子圧電材料

Research Abstract

触覚・触感に基づくQOLテクノロジーの創出として、触診代替え用の触覚センサの開発ならびに点字読み取り用センサの開発について取り組んだ。触診代替え用センサではヒトの触診との併用を可能とする爪装着型の硬さ計測用センサを開発した。センサ素子にはPVDFフィルムを用い、シリコーンによって作成された生体模擬組織を対象として特性計測を行い対象物が硬くなるにつれセンサ出力が小さくなる傾向を確認した。またセンサと対象物を2次元のばね質量系としてモデル化を行い、強制振動のシミュレーションを行い、センサ出力の傾向についての妥当性も確認した。また固体高分子SPE素子を用いて曲率計測用センサを作製し特性計測を行い、異なる曲率のサンプルを対象に、センサの方向性やサイズの影響について調査した。また、ヒトの触覚について圧電素子を用いた触覚ディスプレイを作製し、粗さや硬さに対する振幅や周波数の影響について調査した。得られた結果より、硬さにおいては接触面積の変化が大きく依存するであろうこと、粗さについては、振幅が大きいほど粗く感じることやパチニ小体やマイスナー小体の敏感な周波数帯域で粗く感じることが分かり、触覚センサを作製するうえで有効な設計指針が得られた。
また点字読み取り用センサでは、これまでのセンサを基にユーザービリティの向上を目指し、点字に対するセンサの直進の向上のための車輪装着型センサの作製、点字とセンサを的確にセット出来るようにセンサガイド部の改良、またセンサとが点字に対して回転しないようにゼンサグリップ部の作製を行った。これらによって性能の向上が確認できた。

Research Products

• [Journal Article] DEVELOPMENT OF TACTILE SENSOR FOR MEASURING HAIR TOUCH FEELING (2011)
  • Author(s): Takeshi Okuyama, Makoto Hariu, Tomoyuki Kawasoe, Minori Kakizawa, Hedeki Shimizu, M.Tanaka
  • Journal Title: MICROSYSTEM TECHNOLOGIES Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characteristic evaluation of a solid polymer electrolyte sensor (2011)
  • Author(s): Manabu OTSUKI, Takeshi OKUYAMA, Mami TANAKA
  • Journal Title: MICROSYSTEM TECHNOLOGIES Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 固体高分子電解質を用いた曲率センサの特性評価 (2010)
  • Author(s): 大槻学, 奥山武志, 田中真美
  • Journal Title: 日本AEM学会誌 Volume: 18(3) Pages: 239-244
  • NAID: 110007701280
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A curvature sensor using a solid polymer electrolyte (2010)
  • Author(s): Takeshi Okuyama, Manabu Otsuki, Ryota Komiya, Nozomu Sugoh, Mami Tanaka
  • Journal Title: International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics Volume: 33(1-2) Pages: 823-829
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 毛髪手触り感計測用センサの開発に関する研究 (2010)
  • Author(s): 奥山武志、針生誠、近雄介、川副智行、柿澤みのり、清水秀樹、田中真美
  • Journal Title: 日本機械学会論文集C編 76 Pages: 127-134
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Advanced Haptic Sensor for Measuring Human Skin Conditions (2009)
  • Author(s): Daisuke Tsuchimi, Takeshi Okuyama, Mami Tanaka
  • Journal Title: Proceedings of SPIE 7500
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Palpation Sensor Using Two PVDF Films (2009)
  • Author(s): Takeshi Okuyama, Mikiko Sone, Yoshikatsu Tanahashi, Mami Tanaka
  • Journal Title: Proceedings of SPIE 7500
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Charadterization of a Curvature Sensor Using a Solid Polymer (2009)
  • Author(s): Manabu Otsuki, Takeshi Okuyama, Mami Tanaka
  • Journal Title: Proceedings of SPIE 7500
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of a Palpation Sensor by Using Multi Signal Processing-Fundamental characteristics of the prototype sensor system- (2009)
  • Author(s): Hiroshi Nagai, Takeshi Okuyama, Mami Tanaka
  • Journal Title: Proceedings of SPIE 7500
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantification of a contact stimulus by diapers (2009)
  • Author(s): Takuya Nomata, Takeshi Okuyamam, Hiromi Terazono, Yasuo Murakami, Kiyoshi Miyazawa, Mami Tanaka
  • Journal Title: Proceedings of SPIE 7500
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 触覚・触感計測に関するセンサシステムの開発 (2010)
  • Author(s): 田中真美
  • Organizer: 第19回MAGDAコンファレンスin札幌
  • Place of Presentation: 北海道大学小講堂
  • Year and Date: 2010-11-22
• [Presentation] 触診動作計測用指力センサに関する研究 (2010)
  • Author(s): 奥山武志, 田村誠, 田中真美
  • Organizer: 第19回MAGDAコンファレンス
  • Place of Presentation: 北海道大学、札幌
  • Year and Date: 2010-11-22
• [Presentation] 紙オムツによる乳幼児への触刺激の定量化に関する研究-歩行動作と触刺激の関連性の検討- (2010)
  • Author(s): 野俣拓也, 奥山武志, 田中真美
  • Organizer: 第19回MAGDAコンファレンス
  • Place of Presentation: 北海道大学、札幌
  • Year and Date: 2010-11-22
• [Presentation] 触知覚メカニズムを応用した粗さ感計測用触覚センサの開発 (2010)
  • Author(s): 土見大介, 奥山武志, 田中真美
  • Organizer: 第19回MAGDAコンファレンス
  • Place of Presentation: 北海道大学、札幌
  • Year and Date: 2010-11-22
• [Presentation] Advanced Haptic Sensor System Based on Mechanism of Haptic Perception (2010)
  • Author(s): Daisuke Tsuchimi, Takeshi Okuyama, Mami Tanaka
  • Organizer: 21st International Conference on Adaptive Structures and Technologies (ICAST 2010)
  • Place of Presentation: Pennsylvania、アメリカ
  • Year and Date: 2010-10-06
• [Presentation] Time Response Property Of A Solid Polymer Electrolyte Sensor (2010)
  • Author(s): Manabu Otsuki, Takeshi Okuyama, Mami Tanaka
  • Organizer: 21st International Conference on Adaptive Structures and Technologies (ICAST 2010)
  • Place of Presentation: Pennsylvania、アメリカ
  • Year and Date: 2010-10-04
• [Presentation] Development Of A Palpation Sensor Using Bimorph Cells Signal Processing For Smoothness Measurement (2010)
  • Author(s): Hiroshi Nagai, Takeshi Okuyama, Mami Tanaka
  • Organizer: 21st International Conference on Adaptive Structures and Technologies (ICAST 2010)
  • Place of Presentation: Pennsylvania、アメリカ
  • Year and Date: 2010-10-04
• [Presentation] 毛髪表面模倣パネルを用いた毛髪手触り感計測用センサシステムの開発 (2010)
  • Author(s): 奥山武志, 近雄介, 川副智行, 豊田成人, 長野種雅, 柿澤みのり, 仲谷正史, 田中真美
  • Organizer: 日本機械学会2010年度年次大会
  • Place of Presentation: 名工大、名古屋
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] 筋音センサを用いた下腿筋状態評価に関する研究 (2010)
  • Author(s): 佐藤広和, 奥山武志, 田中真美
  • Organizer: 日本機械学会2010年度年次大会
  • Place of Presentation: 名工大、名古屋
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] QUANTIFICATION OF CONTACT STIMULUS BY DIAPERS DURING WALKING MOTION (2010)
  • Author(s): T.Nomata, T.Okuyama, H.Teraoka, Y.Murakami, K.Miyazawa, M.Tanaka
  • Organizer: ASME Information Storage and Processing Systems Conference
  • Place of Presentation: Santa Clara,アメリカ
  • Year and Date: 2010-06-15
• [Presentation] DEVELOPMENT OF TACTILE SENSOR FOR MEASURING HAIR TOUCH FEELING (2010)
  • Author(s): Takeshi Okuyama, Makoto Hariu, Tomoyuki Kawasoe, Minori Kakizawa, Hedeki Shimizu, M.Tanaka
  • Organizer: ASME Information Storage and Processing Systems Conference
  • Place of Presentation: Santa Clara,アメリカ
  • Year and Date: 2010-06-15
• [Presentation] Characteristic evaluation of a solid polymer electrolyte sensor (2010)
  • Author(s): Manabu OTSUKI, Takeshi OKUYAMA, Mami TANAKA
  • Organizer: ASME Information Storage and Processing Systems Conference
  • Place of Presentation: Santa Clara,アメリカ
  • Year and Date: 2010-06-15
• [Presentation] 固体高分子電解質を用いたセンサの開発に関する研究 (2010)
  • Author(s): 大槻学, 奥山武志, 小宮良太, 須郷望, 田中真美
  • Organizer: 第22回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム
  • Place of Presentation: 門司
  • Year and Date: 2010-05-21
• [Presentation] 乳幼児に対する紙オムツによる触刺激の定量化に関する研究 (2010)
  • Author(s): 野俣拓也, 奥山武志, 寺岡裕美, 村上康郎, 宮澤清, 田中真美
  • Organizer: 第22回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム
  • Place of Presentation: 門司
  • Year and Date: 2010-05-21
• [Presentation] 爪装着型触診センサの開発講演論文集 (2010)
  • Author(s): 奥山武志, 大瀧拓雄, 棚橋善克, 田中真美
  • Organizer: 第22回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム
  • Place of Presentation: 門司
  • Year and Date: 2010-05-20
• [Presentation] 筋音センサを用いた筋状態評価に関する研究 (2010)
  • Author(s): 田中真美, 斎藤一博, 奥山武志, 永富良一
  • Organizer: 第22回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム
  • Place of Presentation: 門司
  • Year and Date: 2010-05-20
• [Presentation] 固体高分子電解質センサの特性評価 (2010)
  • Author(s): 大槻学、奥山武志、田中真美
  • Organizer: 日本機械学会 IIP2010情報・知能・精密機器部門講演会
  • Place of Presentation: 東京電機大学
  • Year and Date: 2010-03-17
• [Presentation] 点字読み取りセンサによる特殊文字の識別手法に関する研究 (2010)
  • Author(s): 奥山武志、佐藤広和、田中真美
  • Organizer: 日本機械学会 IIP2010情報・知能・精密機器部門講演会
  • Place of Presentation: 東京電機大学
  • Year and Date: 2010-03-17
• [Presentation] 紙オムツによる触刺激の基礎的な特性解析に関する研究 (2010)
  • Author(s): 野俣拓也、奥山武志、寺岡裕美、村上康郎、宮澤清、田中真美
  • Organizer: 日本機械学会 IIP2010情報・知能・精密機器部門講演会
  • Place of Presentation: 東京電機大学
  • Year and Date: 2010-03-17
• [Presentation] Advanced Haptic Sensor for Measuring Human Skin Conditions (2009)
  • Author(s): Daisuke TSUCHIMI, Takeshi Okuyama, Mami Tanaka
  • Organizer: 2009 International Conference on Mechatronics and Information Technology
  • Place of Presentation: Gwangju(韓国)
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] Characteristics evaluation of a curvature sensor using a solid polymer electrolyte (2009)
  • Author(s): Manabu Otsuki, Takeshi Okuyama, Mami Tanaka
  • Organizer: 2009 International Conference on Mechatronics and Information Technology
  • Place of Presentation: Gwangju(韓国)
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] Development of a Palpation Sensor by using Multi Signal Processing-Fundamental characteristics of the prototype sensor system- (2009)
  • Author(s): Hiroshi Nagai, Takeshi Okuyama, Mami Tanaka
  • Organizer: 2009 International Conference on Mechatronics and Information Technology
  • Place of Presentation: Gwangju(韓国)
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] Palpation sensor using two PVDF films (2009)
  • Author(s): Takeshi Okuyama, Mikiko Sone, Yoshikatsu Tanahashi, Mami Tanaka
  • Organizer: 2009 International Conference on Mechatronics and Information Technology
  • Place of Presentation: Gwangju(韓国)
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] Study on the quantification of a contact stimulus by diaper (2009)
  • Author(s): Takuya Nomata, Takeshi Okuyama, Hiromi Teraoka, Yasuo Murakami, Kiyoshi Miyazawa, Mami Tanaka
  • Organizer: 2009 International Conference on Mechatronics and Information Technology
  • Place of Presentation: Gwangju(韓国)
  • Year and Date: 2009-12-04
• [Presentation] 固体高分子電解質を用いた曲率センサの特性評価 (2009)
  • Author(s): 大槻学、奥山武志、田中真美
  • Organizer: 第18回MAGDAコンファレンス in 東京
  • Place of Presentation: 東京都市大学
  • Year and Date: 2009-11-20
• [Presentation] 紙オムツによる乳幼児への触刺激の定量化に関する研究-歩行動作時用計測システムの構築と検討- (2009)
  • Author(s): 野俣拓也、奥山武志、寺岡裕美、村上康郎、宮澤清、田中真美
  • Organizer: 第18回MAGDAコンファレンス in 東京
  • Place of Presentation: 東京都市大学
  • Year and Date: 2009-11-20
• [Presentation] A curvature sensor using a solid polymer electrolyte (2009)
  • Author(s): Takeshi Okuyama, manabu Otsuki, Mami Tanaka, Ryota Komiya, Nozomu Sugho
  • Organizer: 14^<th> International symposium on Applied Electro-magnetics and Mechanics
  • Place of Presentation: Xi'an(中国)
  • Year and Date: 2009-09-22
• [Presentation] 乳幼児に対する紙オムツによる触刺激の定量化に関する研究 (2009)
  • Author(s): 野俣拓也、奥山武志、寺岡裕美、村上康郎、宮澤清、田中真美
  • Organizer: 日本機械学会2009年度年次大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] 固体高分子電解質を用いたセンサの開発に関する研究 (2009)
  • Author(s): 大槻学、奥山武志、小宮良太、須郷望、田中真美
  • Organizer: 日本機械学会2009年度年次大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] 爪装着型触診センサの開発 (2009)
  • Author(s): 奥山武志、大瀧拓雄、棚橋善克、田中真美
  • Organizer: 日本機械学会2009年度年次大会
  • Place of Presentation: 岩手大学
  • Year and Date: 2009-09-14
• [Presentation] Development of Haptic Sensor for Monitoring Human Skin Conditions : Measurement of Softness, Smoothness, and Tackiness (2009)
  • Author(s): Daisuke TSUCHIMI, Takeshi OKUYAMA, Mami TANAKA
  • Organizer: 2009 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micro mechatronics for Information and Precision Equipment(MIPE2009)
  • Place of Presentation: つくば国際会議場(エポカルつくば)
  • Year and Date: 2009-06-20
• [Presentation] Development of a Curvature Sensor Using a Solid Polymer Electrolyte (2009)
  • Author(s): Takeshi OKUYAMA, Manabu OTSUKI, Ryota KOMIYA, Nozomu SUGOH, Mami TANAKA
  • Organizer: 2009 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micro mechatronics for Information and Precision Equipment(MIPE2009)
  • Place of Presentation: つくば国際会議場(エポカルつくば)
  • Year and Date: 2009-06-20
• [Presentation] 毛髪手触り感計測用センサシステムによるヘアケア効果の評価に関する研究 (2009)
  • Author(s): 奥山武志、針生誠、柿澤みのり、川副智行、清水秀樹、田中真美
  • Organizer: 第21回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • Place of Presentation: メルパルク長野
  • Year and Date: 2009-05-21
• [Presentation] 操作性を考慮した小型点字読み取りセンサシステムの開発 (2009)
  • Author(s): 田中真美、近雄介、奥山武志
  • Organizer: 第21回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • Place of Presentation: メルパルク長野
  • Year and Date: 2009-05-21
• [Patent(Industrial Property Rights)] 触診同時計測用硬さ測定装置 (2009)
  • Inventor(s): 田中真美、奥山武志
  • Industrial Property Rights Holder: 東北大学
  • Industrial Property Number: 2009-109960
  • Filing Date: 2009-04-28