| 研究課題/領域番号 |
16H04309
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
辻田 哲平 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (40554473)
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| 研究分担者 |
安孫子 聡子 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40560660)
佐瀬 一弥 東北学院大学, 工学部, 講師 (20805220)
近野 敦 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (90250688)
中川 敦寛 東北大学, 大学病院, 特任教授 (10447162)
冨永 悌二 東北大学, 医学系研究科, 教授 (00217548)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2016年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | 機能性流体 / 力覚提示装置 / ハプティックインタフェース / 手術シミュレータ / MR流体 / バーチャルリアリティ / ハプティクス / 知能ロボティックス / 知能機械 / 離散要素法 |
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| 研究成果の概要 |
機能性流体とは外場を変化させることで諸機能を発する流体であり，この機能性流体の一種であるＭＲ (Magnetorheological) 流体を脳組織に見立て，直接切断・圧排等の操作を行うことで，術具の交換が容易であり，微細な力触覚を提示可能な手術シミュレータ用力触覚提示装置を開発した．また，ＭＲ流体の切断・圧杯は従来にない流れモードでの利用であり，その流動現象は解明されていない．このため任意形状の術具に対する抵抗力を予測できず，経験的な設計に頼っていた．そこで抵抗力発生メカニズムを明らかにし，発生抵抗力を予測可能な数値シミュレータの基礎検証を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
医療現場では，手術計画の検討や技術向上のために力覚提示装置を有した手術シミュレータの実現に期待が寄せられている．手術は様々な術具を交換しながら行われ，シミュレータにおいても実物と同形の術具を脱着可能とし，様々な術具を介した力覚を提示することで臨場感が増す．しかし，様々な術具を容易に交換可能な手術シミュレータは実用化されていない．そこで，印可磁場強度により降伏せん断力を制御可能な機能性流体であるMR(Magnetorheological) 流体を生体組織に見立て術具で切断等の操作を行う装置を提案し，この装置開発に不可欠な流体切断時の流れの解析や数値シミュレーションによる切断力の予測などを行った．
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