繊毛運動を用いたバイオミメティックアクチュエータの開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452219
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 大熊 繁 名古屋大学, 工学部, 教授 (40111827)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 羽根 一博 東北大学, 工学部, 教授 (50164893) ; 鈴木 達也 名古屋大学, 工学部, 助手 (50235967)
• Keywords: バイオミメティックアクチュエータ / PVDF薄膜 / 原子間力顕微鏡 / 繊毛運動

Research Abstract

PVDFフィルムを用いて繊毛運動を行なうアクチュエータ群を製作するために、個々の繊毛の動きをPVDFフィルムを用いて実現した。PVDFフィルムの両面に蒸着したアルミニウムをリソグラフィによって加工し、PVDFフィルムの両面に電極を製作した。PVDFフィルム上にアルミニウムを蒸着して製作した櫛形電極など、設計通りの形状のアクチュエータが製作できることが明らかとなった。製作したアクチュエータの両面の電極に電圧を印加することによってPVDFフィルムの厚み方向に変位を発生した。製作したアクチュエータの電極の形状や、印加電圧に対するPVDFフィルムの変形の静特性をヘテロダイン干渉計を用いた原子間力顕微鏡で精度良く測定した。微小なアクチュエータを製作するためには、微小な電極を製作することが必要となる。そこで、走査型トンネル顕微鏡を用いて原子レベルの微細な形状の製作を目的とした加工を行なった。被加工物には原子レベルで規則正しく配列した高配向性グラファイトを使用した。原子レベルのピットの生成とエッチング動作を確認した。バイオミメティックアクチュエータのような多数の動作の協調によって一つの目的動作を実現するアクチュエータの動作を観察するためには、一定の領域の動作を同時に観察する必要がある。そのため、半導体パルスレーザを用いた高精度の表面変位分布計測法を開発した。この方法はパルスレーザを用いるため、運動中の試料を静的に観察することができる。この装置により、試料表面の微小な変位分布の計測が可能になった。

Research Products

• [Publications] 鈴木達也: "自動組立システムのスーパーバイザ制御" 計測自動制御学会論文集. 30. 584-593 (1994)
• [Publications] 西堀賢司: "超音波モータを用いたロボットマニピュレータのPWMとファジィ推論による位置決め制御" 日本機械学会論文集C. 60. 2052-2056 (1994)
• [Publications] 西堀賢司: "超音波モータを指にもつロボットハンドの駆動特性" 日本機械学会論文集C. 60. 2358-2363 (1994)
• [Publications] Akihiro Torii: "Adhesive foke distribution on microstructures investigated by an atomic force microscope" Sensors and Actuators A. 44. 153-158 (1994)
• [Publications] Minoru Sasaki: "Improved differential heterodyne interferometer for atomic force microscopy" Review of Scientific Instruments. 65. 3697-3701 (1994)
• [Publications] 中野健: "半導体パルスレーザを用いた微小振動分布の縞走査干渉画像計測" 計測自動制御学会論文集. (印刷中).