皮膚構造および受容器の特徴をモデルとした人工皮膚感覚モジュールの製作と評価

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20700173
• Research Institution: Yatsushiro National College of Technology
• Principal Investigator: 湯治 準一郎 Yatsushiro National College of Technology, 情報電子工学科, 准教授 (80332104)
• Keywords: 触覚センサ / 皮膚感覚 / 温度湿度検出

Research Abstract

本研究は, 3年間で(1)生体機能模倣型の多機能触覚センサ素子の製作と(2)人工皮膚感覚モジュールの製作を目的として研究を進めている. (1)については, 各種受容器の応答特性を模倣したセンサ材の基礎特性実験を行い, 皮膚構造をモデルとした複数の層(表皮, 真皮, 皮下組織等に対応)から構成させる多機能触覚センサの作製と評価が主な内容である. このとき, センサを大面積化(二次元配置)する際に問題となる電極, 配線の問題については, 最下層の電極からのみセンサ信号を取得する手法の実現を目指している.
平成20年度は, 環境の温度および湿度を同時に検出し, 環境変化にも適応できる多機能触覚センサを構成するために, 指先ほどの大きさで, 膜状の2本の電極を, 指紋のように渦巻き状にした3端子電極膜センサ(表皮層)を作製し, そのインピーダンス変化を利用して環境の温度と湿度情報が取得できることを実験によって確認した. これによって, 環境温湿度が変化しても, 常にそれらの状態を把握することができるため, 皮膚の温湿度感覚の実現が期待できる. また, 本センサは3端子の接続を変えることで, コンデンサまたはコイルとして機能するため, インダクタンスと静電容量の変化を用いて, 対象物の材質を識別することができる. 複数の絶縁物と金属の識別実験を行い, 良好な結果を得た. 今後は, 昨年度までに試作しているPVDFフィルムセンサと組み合わせることによって, 皮膚受容器の応答特性が得られるセンサの作製を行う. 今年度の成果は, 平成21年度に行われる学会等で発表する予定である.