マイクロラバーチューブアクチュエータによる体腔管内移動メカニズム

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15650105
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 鈴森 康一 岡山大学, 工学部, 教授 (00333451)
• Keywords: アクチュエータ / 内視鏡 / マイクロマシン / ラバチュエータ / カテーテル

Research Abstract

本研究者は,チューブ状のゴム成形品内部にパルス状に空気を送ることによりゴム弾性体の表面に進行弾性波を励起し,これと接する物体を駆動するアクチュエータの基礎動作原理「進行波駆動方式」を考案している.この方式は,柔軟で形状適応性のあるマイクロメカニズムが実現できる.
本研究では,この「進行波駆動方式」を適用することにより,内視鏡に自走機能を持たせ,曲がった管内に沿って内視鏡を誘導する機構の実現を目指している.
本研究では,まず,「進行波駆動方式」を内視鏡誘導に適用する場合について,駆動周波数,弾性チューブの伸長率と自然長などの諸条件と速度との関連を調べ,最適条件を明らかにした.
単ゴムチューブを用いた基礎実験では,駆動周波数,チューブの伸長率,チューブの自然長について最適な条件を見つけることができた.駆動周波数は35Hz,伸長率は5%,自然長は70cmであった.また,発生する波について,定常波モードと非定常波モードが存在するということが確認された.実験結果から非定常波モードの方が速度は速いことを確認した.最高速度は78.13mm/sであり,定常波モードの約2.3倍であった.
次に,この結果に基づいて,内視鏡外周に被せる8穴チューブを試作し,動作試験を行った.現時点では安定した自走は実現していないが,内視鏡表面の摩擦低減に大きな効果を認めた.すなわち,内視鏡と同サイズのアルミ棒に8つ穴チューブを装着して,坂の滑り出し実験を行い,チューブの駆動時と非駆動時について,摩擦係数が大きく異なることを確認した.
来年度は,チューブ形状の改良により自走を実現するとともに,大腸内視鏡実機と大腸ファントムを用いた挿入実験を行う.