Embedding Expressive Functions into Soft Objects and Designing Interactions Based on EHD Fluid Control
| Project/Area Number |
21H04882
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
筧 康明 東京大学, 大学院情報学環・学際情報学府, 教授 (40500202)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 真吾 東京工業大学, 工学院, 教授 (40424808)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥42,120,000 (Direct Cost: ¥32,400,000、Indirect Cost: ¥9,720,000)
Fiscal Year 2023: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2022: ¥14,170,000 (Direct Cost: ¥10,900,000、Indirect Cost: ¥3,270,000)
Fiscal Year 2021: ¥14,950,000 (Direct Cost: ¥11,500,000、Indirect Cost: ¥3,450,000)
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| Keywords | Electrohydrodynamics / 流体制御 / マテリアルインタラクション / フィジカルディスプレイ / ソフトアクチュエータ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、布のように柔らかさ・しなやかさを有するモノの中にアクチュエーション（形・動きなどの変化）やディスプレイ（色などの変化）機能を埋め込み、モノを介したマルチモーダルなインタラクションを実現する。Electrohydrodynamics（EHD、電気流体力学）の原理を用いて流体の動きを制御する技術を基盤とし、モノの表面あるいは内部に血管のように流路を張り巡らせることで、モノに対して変形、温冷感覚、色彩変化などを制御できる機能を付与し、新規なヒューマンインタフェースの創出を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は特に以下の研究に取り組んだ。
-EHDを用いたものの形状・挙動制御: EHD制御を用いて物体内部での液体の移動や、相転移による体積変化などを利用してものの形状変化を制御する技術の検討を進めた。また、新たなEHDポンプ駆動のパウチアクチュエータの開発を行った。このアクチュエータは、二枚の薄いフィルムを使用しており、駆動源であるEHDポンプを含めて軽量で小型に構成できる。本研究で製造技術を確立したことでニーズに合わせてカスタマイズできる。
-EHDを用いた液体ディスプレイの実装: 複数のEHDポンプの同期制御で流路内での色水搬送を行い、色水と透明液体をそれぞれ個別に制御することで柔軟チューブ内に色のパターンを構成・移動させるディスプレイを実装した。固い機械的素子を用いない流路設計を行い、展示など長時間の安定した動作を実現した。
-導電性印刷技術による液滴制御: 紙などのしなやかな支持体への導電印刷回路を用いて、Electrowettingによる液滴の挙動や位置を制御する手法検討を進めた。特に5cmを超える電極間距離があっても、その間で液滴が移動する。液滴挙動に関する定量評価を行うと共に展示を実施した。
-流路のセンサ機能の付与とインタラクション: 昨年から続くEHDポンプの自己検知機能の開発と、それを利用したウェアラブル熱制御システムの構築に取り組んだ。ウェアラブル熱制御システムに向けて、EHDポンプの流量をリアルタイムで検知しユーザにフィードバックする自己検知モデルの改善を行った。
-超音波を用いた液面隆起形状制御:容器の裏面から超音波振動を加えることで、容器内の水面にドット状の隆起パターンを作る技術開発に取り組んだ。容器内にデバイスを設置する必要がないことから、実装の容易さやインタフェース等の用途の広さに特徴がある。将来的にEHDと組み合わせた液体制御手法として期待できる。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(17 results)
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[Presentation] ChoreoDrops2023
Author(s)
Yoshimori Yoshikawa, Eiji Iwase, Yasuaki Kakehi
Organizer
Ars Electronica Festival 2024 Gadens Exhibition
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