2020 Fiscal Year Annual Research Report
イオン液体・イオンゲルを用いた生物型ソフトセンサ開発と多感覚モダリティ学習
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19H01122
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
細田 耕 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (10252610)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池本 周平 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (00588353)
吉田 一也 山形大学, 大学院理工学研究科, 助教 (20814221)
古川 英光 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (50282827)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ソフトセンサ / 生物模倣 / イオンゲル / 多感覚モダリティ学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
２０２０年度は，昨年度に開発したイオンゲルを用い，シリコン（Eco-Flex）で成形したマイクロチャネルにこのイオン流体を注入，ゲル化したセンサについて，実際にさまざまな形状の流路を作り，その製法と性能についての技術的知見を得た．その結果，当初想定していたイオンゲルセンサの性能と，実際にシリコンのマイクロチャネルに封入したものの性能の間に，差があることが分かった．これは，非常に重要な知見であり，今後イオンゲルセンサを運用するために，どのようなチャネルを設計すればよいか，またそれに応じてどのような情報処理をすればよいかについての示唆を与える．具体的な研究成果は以下のとおりである．
（１）イオンゲルを単純なチャネルに封入し，力を加えてその間の関係を実験的に明らかにした[学術誌ECS J. Solid State Science and Technologyに掲載]．
（２）マイクロチャネルの深さを徐々に変えたものを作成し，得られるインピーダンスと力をかけられた点の位置の関係を明確にし，流路が一本でもインピーダンスの違いによってどこに力が加えられたかを知ることができることを実験的に示した[日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2021で発表予定]
（３）イオン流体を使ったバルーン状のセンサを使い，自己受容感覚として，ロボット自身のアクチュエーションによる刺激と，外部からの刺激を区別できるかどうかについて，初期的な実験を行った．
（４）ロボットハンドに装着するシリコンの皮膚に，イオンゲルを封入するために，PVA，はんだ線，ゼラチンなどを使う方法について，さまざまな試行を繰り返した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
昨年に引き続き，山形大学で調合したイオン流体を用いたゲルを，大阪大学でセンサ化するというやり取りが円滑になり，調合割合と実際にセンサにした時の感度の関係などが明らかになった．また，コロナウイルスのまん延によって直接会うことができない状況が続く中，定期的にzoomミーティングを行うことで，むしろ密な情報のやり取りができた．結果的に双方のコミュニケーションは，提案時に予想していたよりも円滑になり，イオンゲルを用いたセンサについての多くの知見を得られた．その意味で，当初予想していたよりも研究は進んでいるといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
センサに使われるイオンゲルや，センサの構造であるマイクロチャネルの形状，そしてセンサ全体として実現される形についての考察が進んできたので，今後は，このセンサを用いて，どのような計測ができるのか，必要な情報処理や，学習についての考察と実験を行う予定である．
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