Development of a weaving machine that enables semi-automatic fabrication of textile structural actuators

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K14944
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology (2020-2022); Shinshu University (2019)
• Principal Investigator: Horii Tatsuhiro 東京工業大学, 生命理工学院, 研究員 (90839226)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 誘電エラストマーアクチュエータ / グラビアコート / ナノシート / 歪みセンサ / ワイヤレス

Outline of Final Research Achievements

In recent years, numerous studies have been reported on the development of low-voltage drive and efficient manufacturing methods for soft actuators using dielectric gels and dielectric elastomers such as PVC gel, which are expected to be applied to artificial muscles and tactile sensation presentation devices. In this study, we designed a weaving machine that enables semi-automatic production of woven PVC gel actuators.
Subsequently, we evaluated the fabrication of a laminated dielectric elastomer actuator (DEA) that can be applied to tactile presentation devices and can be applied to the skin, and developed a capacitive thin-film strain sensor that can be applied to the skin. By combining the sensor with a wireless unit, it became possible to measure body movements (finger flexion and extension, swallowing) in real-time.

Free Research Field

高分子化学、高分子機能、高分子物性

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

日常生活や作業、運動時の身体動作を長期、即時計測し、その情報を離れた人間の感覚器官に伝達可能な触覚デバイスを開発すれば、特殊技術の教示や疾病の早期発見への貢献が期待できる。しかし、従来のセンサ、触覚デバイスは重く硬質であるため、皮膚の変形等を捉えるのが困難である。柔軟な触覚デバイスの報告は数多くあるが、生体組織との間の機械特性の差により自然な体の動きを妨げやすい。すなわち、生体組織に対して曲げ剛性が低く、伸縮性に富んだデバイスが重要である。このような触覚デバイスを創生することで、自然な身体動作を即時検出し、身体動作情報を伝達するような新たなシステムやヘルスケアモニタリングへの貢献が期待できる。