MCFゴムセンサを用いた超高感度・低遅延センシング技術の開発と原子力分野への応用
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21J14247
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
池田 遼 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | センシング / 磁気機能性流体 / 触覚センサ / 環境発電 / γ線 / MCFゴム |
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| Outline of Research at the Start |
将来の原子力関連施設における各種設備点検や災害対応，廃止措置における計測機の運搬や構内除染の遂行には，人間の代替となる作業ロボットの活躍が期待されており，その実現において重要となるのがロボットに搭載するための繊細かつ高速な触覚センシングの技術開発である．本研究では，磁気機能性流体と電解重合を応用することで作製される磁気混合流体ゴム(MCFゴム)を応用し，放射線環境下においても繊細かつ高速なセンシングが可能な新しいセンサの開発や，環境発電デバイス，様々な対象（熱，振動など）を一枚のセンサで感知するシステムの開発を目標とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和4年度においては前年度まで実施した触覚MCFゴムセンサや環境発電ゴムデバイスの性能評価試験を継続して行った。それと並行して，触覚や熱，放射線を感知することのできるMCFゴムを活用した指型MCFゴムセンサの開発を行った。さらに，人型ロボット応用へ向けた基礎検討として，試作したセンサについて種々の検証試験を行った。
人型ロボット応用へ向けた指型触覚MCFゴムセンサ開発へのアプローチとして，まず人間の皮膚組織を模倣したMCFゴムを作製し，ウレタンゴムやシリコーンゴムなどの柔らかいゴム素材に埋め込んで人間の指を模したセンサとすることを構想した。人間の有する触覚の中で皮膚感覚の取得に大きく寄与するとされる機械受容器，および自由神経終末を模倣したMCFゴムを作製した。次に，作製した機械受容器を模したMCFゴムを，ウレタンゴムに埋め込みシリコーンゴムで被覆し，柔らかさと耐水性・耐候性を両立したフレキシブルな指型触覚センサとした。
作製したセンサに対し，触覚，温度に対する感覚，電磁波に対する感覚についての検証実験を行った。触覚に対しては，従来のセンシングと同様に，圧力の印加の瞬間からセンサから出力される電圧値の変化が確認され，かつ力の変化に対応してセンシティブに変化することが確認できた。すなわち，従来のMCFゴムを用いた高感度かつ低遅延な触覚センシングが，人工指をはじめとするハプティックデバイスに応用でき，将来の原子力関連施設における各種設備点検や災害対応，廃止措置における計測機の運搬や構内除染を遂行するための作業ロボットに搭載するための繊細かつ高速な触覚センシングへと発展できることが示唆された。また，温度や電磁波の変化についても遠隔でモニターできることがわかり，様々な対象を一個のセンサで感知することができた。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
