1998 Fiscal Year Annual Research Report
電子顕微鏡下微小物体マニピュレーション技術の国際共同開発研究
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10044132
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
佐藤 知正 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (50235371)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ANDREAS Stem スイス連邦工科大学, ロボット工学研究所, 助教授
GERHARD Schw スイス連邦工科大学, ロボット工学研究所, 教授
齊藤 滋規 東京大学, 先端科学技術研究センター, 日本学術振興会特別研
宮崎 英樹 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (10262114)
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| Keywords | 微小力計測 / 微小物体マニピュレーション / 力センサ / 画像計測 / 力制御 / 超微小変位計測 / 高精度位置決め |
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| Research Abstract |
情報機器の開発・製造や科学研究の基盤技術として、電子顕微鏡下での微小物体の高精度なマニピュレーション技術が求められており、その技術の確立のための重要な課題は、力と画像のセンシングに基づいた高精度・高再現性の確保である。
この分野ではこれまで東京大学が高分解能力計測技術、スイス連邦工科大学(ETH)が画像計測技術に関する豊富な蓄積をもっているため、本研究は、東京大学とETHが相互の技術や知識を交換・統合することにより、共同で電子顕微鏡下での高精度自動マニピュレーション技術を確立することを目的として進められた。
ETHから東大に招聘されたAnquetil氏は超微小変位計測技術と力センサブロックを組み合わせることにより、電子顕微鏡下で微小物体マニピュレーション中に「その場」計測のできる高分解能カセンサを開発した。開発されたセンサの力計測分解能は46nN、計測範囲は207μN、センサブロック部の剛性は23N/mと、高剛性・高分解能を同時に実現しているため、センサブロック部に取り付けられた工具による作業中の微小力計測が可能である。
東大からETH派遣された齊藤研究員は高精度画像計測技術と力制御技術を統合することにより、高精度・高再現性で微小物体をマニピュレーションできるシステムを実現した。高精度・高再現性操作にはシステムが十分な性能を持つだけでなく、物体の振る舞いを精度良く再現性良く制御できることが重要であるが、本研究では理論的考察と系統的な実験に基づいて微小物体の力学を考慮することにより、適切なマニピュレーション手法を導き出した。さらに力・画像統合制御による数個の微小球の自動配列作業や微小球配列によるフォトニック結晶の製作をデモンストレーションすることができた。
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[Publications] 宮崎 英樹: "微細作業ロボット搭載用共振式近接センサの開発" 日本機会学会ロボティクス・メカトロンクス講演会講演論文集. 1BIV1-3 (1998)
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[Publications] 宮崎 英樹: "電子顕微鏡下の微小物体に作用する付着力" 日本機会学会ロボティクス・メカトロンクス講演会講演論文集. 1BIV1-7 (1998)
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[Publications] Takeshi Kasaya: "Micro object hamdling under SEM by vision-based automaticcontrol" Proc.SPIE Micro robotics and Micro manipulation. 3519. 181-192 (1998)
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[Publications] Shigeki Saito: "Robust pick and place task execution method for future microautomation" Proc.Intem.Workshop on Microfactories. 発表予定 (1998)
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[Publications] Hideki Miyazaki: "Mechanical assembly of micrometer-sized sphores for photo nic band study" Proc.Workshop on Electromagnetic Crystal Structures. WD16 (1999)
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[Publications] Shigeki Saito: "Pick and place operation of a micro object with high reliability and precision" Proc.IEEE Intem.Conf.on Robotics and Automation. 発表予定 (1999)
