2022 Fiscal Year Annual Research Report
Ultrasonic Self-propelled Vascular Robot Propulsion System
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20K20217
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
孔 徳卿 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 助教 (50868974)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 非線形音響 / 音響駆動力 / 液中推進システム / 血管内ロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，圧電素子で超音波振動を利用し，単純な構造，高パワー密度，小型化と低コストの利点を持ち，低侵襲治療，さらに遠隔医療に向け，血管内ロボット推進システムの創成を目指している。
液中超音波推進システムの理論を解明するため，振動子による水中振動振幅，音圧分布と流速を測定した。バイオミミックスイミングでは，周囲の水を後方に押し出すことによって，胴体を前方に移動させる。このメカニズムでは，流体を胴体の後方に押し出すことで高い水圧の領域が生成され，結果として動物が前進する 。液中超音波推進システムのメカニズムは高周波数の微小振動で振動子の後方に押し出すことで高い音圧の領域が生成され，結果として振動子部分はスイミングできることである。そして、音響推進力は音響駆動力の反作用として定義できる。入力電圧を増加し，水中振動子による振動振幅，音圧分布と流速も増加した。さらに，超音波振動子による推進システムの推進力を向上し，電圧ー推進力特性を検討した。９６MHzの弾性表面波素子と１０MHzのLN厚み振動素子を検討し、外径10mmの小型化スイマーを実現した。小型化スイマーを利用し，パイプ内の走行テストも実現した。グリセリン・純水の体積比を40%・60%に調整し，血液粘度を実現し，血液中の音響推進力を議論した。高粘度により推力が低下することも判明した。
実績において、国内学会8件と国際学会6件を行った。論文1件を掲載した。国内招待講演1件を行った。
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