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2011 Fiscal Year Annual Research Report

集積化MEMS技術による局所高精細触覚イメージング

Research Project

Project/Area Number 21360169
Research InstitutionKagawa University

Principal Investigator

高尾 英邦  香川大学, 微細構造デバイス統合研究センター, 准教授 (40314091)

Keywords集積化MEMS技術 / 触覚センサ / 3軸力覚 / 滑り検知 / 集積回路
Research Abstract

本研究では,人間の指先に匹敵する鋭敏な触覚機能を有し,かつ,医療診療器具などの局所作業用器具の先端への実装も可能な超小型・高精細のフレキシブル触覚センサの実現を目指している。
本年度は,接触対象の表面温度特性計測要素の確立と,その機能を集積化したデバイス実現,ならびに,これまで実現した各種計測要素機能の統合による集積型シリコン触覚イメージセンサの形成を行った。本触覚センサデベイスは,シリコン半導体集積回路技術を用いた機能集積型デバイスであり,シリコンで形成できる様々なセンサ機能を微小空間内に集積化して,従来のセンサにはない,新しい触覚検知機能を実現している。本年度の研究により,触覚センサの画素回路内に温度センサ回路を集積し,本センサの構造的特徴である指紋構造体を熱伝達媒体として利用しながら,接触対象物の表面温度特性を計測することに成功した。本機能を用いることで,測定対象の物性がより明確に区別可能となり,対象の材質や性質をより高精度に判別することが可能となった。
本年度は,これまでに実現された各種要素の統合化による機能集積型シリコン触覚イメージセンサを実現した。これまで開発を進めてきた「指紋構造」を一層改良し,より簡便な操作で触覚計測が可能となる新しい指紋構造の形成に成功した。昨年度に開発した「3軸力覚」,「分布型振動覚」に加えて,本年度新たに開発した「表面温度特性」の計測機能を高密度に集積化して,人の指先における「触感覚」を人工的に実現する人工皮膚型触覚イメージセンサを製作した。基本的な機能検証の結果,十分な性能を発揮していることすでに確認されており,次年度において,センサの詳細な性能評価試験と,新しいセンサ応用に向けた実証実験を進めてゆく。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

集積化触覚センサにおける各種センシング要素の研究は順調な成果を上げており,当初の目標を十分クリアするだけの高い性能を実現できている。本研究が最終的に目指している「局所高精細触覚イメージング」の実現に向けたデバイスの完成も目前であり,最終年度にその評価を実施できる見通しである。

Strategy for Future Research Activity

本研究は,ほぼ当初の計画通り順調に進展しており,特に研究計画を変更する必要はない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2012 2011

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] 小特集「五感」情報処理-生理的基盤とハードウェアに立脚したアプリケーションの展望-皮膚感覚の超越をめざすシリコン集積化触覚イメージャー2011

    • Author(s)
      高尾英邦
    • Journal Title

      電子情報通信学会誌

      Volume: 18 Pages: 470-474

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 接触面から複数の触覚情報を取得する機能集積型皮膚感覚センサアレイの設計と製作2012

    • Author(s)
      前田祐作;高木優佑;寺尾京平;鈴木孝明;下川房男;高尾英邦
    • Organizer
      2012年春期第59回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2012-03-16
  • [Presentation] Ail-Flow Based Multifunctional Tactile Display Device with Multi-Jet Integrated Micro Venturi Nozzle Array2012

    • Author(s)
      M.Arai, K.Terao, T.Suzuki, F.Shimokawa, F.Oohira, H.Takao
    • Organizer
      The 25th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (IEEE MEMS2012)
    • Place of Presentation
      France, Paris
    • Year and Date
      2012-02-01
  • [Presentation] MEMS/CMOS集積化技術の過去・現在・未来~デバイス技術と設計技術の変遷~2011

    • Author(s)
      高尾英邦
    • Organizer
      デザインガイア2011-VLSI設計の新しい大地-
    • Place of Presentation
      日本,宮崎
    • Year and Date
      2011-11-28
  • [Presentation] Flexible Silicon Triaxial Tactile Imager with Integrated 800μm-Pitch Sensor Pixel Structures on a Diaphragm2011

    • Author(s)
      H.Takao, H.Okada, M.Ishida, T.Suzuki, F.Oohira
    • Organizer
      IEEE Sensors2011 Conference
    • Place of Presentation
      Ireland, Limerick
    • Year and Date
      2011-10-29
  • [Presentation] A Venturi-type Micro Mist Generator fabricated by MEMS Technology and its Application to Local Surface Cooling of Target Objects2011

    • Author(s)
      M.Arai, K.Terao, T.Suzuki, F.Shimokawa, F.Oohira, H.Takao
    • Organizer
      24th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2011)
    • Place of Presentation
      日本,京都
    • Year and Date
      2011-10-25
  • [Presentation] In-pixel type small-scale integrated C-V converter with chopper stabilized CMOS inverter2011

    • Author(s)
      R.Kodama, H.Miyao, M.Ishida, H.Takao
    • Organizer
      2011 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2011)
    • Place of Presentation
      日本,名古屋
    • Year and Date
      2011-09-29
  • [Presentation] センサ・CMOS集積化技術★徹底解説2011

    • Author(s)
      高尾英邦
    • Organizer
      Electronic Journal Technical Seminar
    • Place of Presentation
      東京,総評会館
    • Year and Date
      2011-07-25
  • [Presentation] Zero Temperature Coefficient Gas-Seald Pressure Sensor Using Mechanical Temperature Compensation2011

    • Author(s)
      X.C.Hao, Y.G.Jiang, H.Takao, K.Maenaka, T.Fujita, K.Higuchi
    • Organizer
      The 16th International Conference on Sensors, Actuators, and Microsystems (IEEE Transducers'11)
    • Place of Presentation
      中国,北京
    • Year and Date
      2011-06-06
  • [Presentation] 集積化センサ技術とその実用例~そのポテンシャルを活かす回路と集積化の勘所~2011

    • Author(s)
      高尾英邦
    • Organizer
      NEアカデミー
    • Place of Presentation
      東京,Biz新宿
    • Year and Date
      2011-04-27
  • [Book] Electronic Journal Archives No.186センサ・CMOS集積化技術★徹底解説2011

    • Author(s)
      高尾英邦
    • Total Pages
      76
    • Publisher
      株式会社電子ジャーナル
  • [Book] 電気工学ハンドブック(第七版)10編第3章8節「集積化システムの製作プロセス」2011

    • Author(s)
      高尾英邦
    • Publisher
      電気学会(印刷中)
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 触覚センサ2012

    • Inventor(s)
      高尾英邦
    • Industrial Property Rights Holder
      香川大学
    • Industrial Property Number
      特許,特願2012-34357号
    • Filing Date
      2012-02-20
  • [Patent(Industrial Property Rights)] MEMS光学部品2012

    • Inventor(s)
      高尾英邦, 大平文和, 下川房男
    • Industrial Property Rights Holder
      香川大学
    • Industrial Property Number
      特許,特願2012-42744号
    • Filing Date
      2012-02-29

URL: 

Published: 2013-06-26  

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