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2007 Fiscal Year Annual Research Report

高分子アクチュエータを用いた内視鏡手術ツールの把持機構と制御方式の研究

Research Project

Project/Area Number 19206047
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

西川 敦  Osaka University, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (20283731)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮崎 文夫  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (20133142)
平井 宏明  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (60388147)
Keywords電場応答性高分子 / 内視鏡手術 / 医療ロボット / 人工筋肉 / パラレルメカニズム / 多自由度鉗子 / 伸縮アクチュエータ / 屈曲アクチュエータ
Research Abstract

本研究の目的は、モータに変わる新アクチュエータとして近年注目されている「電場応答性高分子」を利用することによる人間ロボット協調手術の提案と、これを実現するハードウェアならびにソフトウェアの開発である。本年度は、1.電場応答性高分子の導入による多自由度内視鏡手術ツールの仕様設計・製作と、2.複数の電場応答性高分子から構成される内視鏡手術ツール把持機構のコンセプト設計を並行して行った。前者については、ツールを構成するアクチュエータの基本要素(中空型の弯曲人工筋肉)の開発を行った。次年度に、内視鏡手術ツールとして利用するための様々な動作試験を実施する。後者については、本年度中に「国際PCT出願」を完了させた(PCT/JP2007/060524)。本研究で提案する内視鏡手術ツール把持機構は、パラセルメカニズムによるマニピュレータ部と患者にマニピュレータを装着する固定部、固定部とマニピュレータを結ぶ多自由度アーム(フレキシブルアーム)によって構成されている。マニピュレータは、「電場応答性高分子」をはじめとする人工筋肉を用いた複数(現モデルでは6本)のリニアアクチュエータの伸縮により、患者の腹壁や胸壁に設けられた内視鏡手術ツールの挿入孔(拘束点)を中心とする4自由度の運動を実現でき、さらに2自由度の冗長性を利用してシステムの安全性を向上させている。固定部は、ベルトにより患者の下腹部の骨盤付近にマニピュレータの取り付けを可能にする。またフレキシブルアームにより手術中にマニピュレータの位置姿勢の再配置が行える。さらに、内視鏡手術ツールとマニピュレータの取り付け器具には、ツールの取り外しが容易にできるように永久磁石を用いている。本年度までに、金属系人工筋肉(形状記憶合金)ならびに水圧駆動型アクチュエータを用いた試作機を完成させ、本内視鏡手術ツール把持機構の有効性を明らかにした。

  • Research Products

    (6 results)

All 2007

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Development of a novel disposable laparoscope manipulator2007

    • Author(s)
      Taniguchi Kazuhiro, et al.
    • Journal Title

      Minimally Invasive Therapy & Allied Technologies 16(5)

      Pages: 263-264

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of safe disposable laparoscope manipulator using hydraulic actuators2007

    • Author(s)
      Taniguchi Kazuhiro
    • Journal Title

      Proceedings of 2007 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics

      Pages: SE4(1)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 水圧駆動型腹腔鏡マニピュレータの開発2007

    • Author(s)
      谷口和弘, 他
    • Organizer
      第16回日本コンピュータ外科学会大会
    • Place of Presentation
      広島大学霞キャンパス
    • Year and Date
      2007-11-03
  • [Presentation] ディスポーザブル型腹腔鏡把持位置決めロボットの提案2007

    • Author(s)
      谷口和弘, 他
    • Organizer
      第25回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      千葉工業大学
    • Year and Date
      2007-09-13
  • [Presentation] 医用水圧駆動型リニアアクチュエータの開発2007

    • Author(s)
      谷口和弘, 他
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2007
    • Place of Presentation
      秋田拠点センターALVE
    • Year and Date
      2007-05-11
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 医療用マニピュレータ及びこれを用いた医療用マニピュレータ装置2007

    • Inventor(s)
      西川敦, 宮崎文夫, 谷口和弘, 門田守人, 関本貢嗣
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪大学、大阪産業振興機構(大阪TLO)
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2007/060524(WO/2007/136090)
    • Filing Date
      2007-05-23
    • Overseas

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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