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マイクロ超音波モータを用いた生検ロボットの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H06075
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

真下 智昭  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20600654)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
キーワードアクチュエータ / マイクロモータ / マイクロロボット / 超音波モータ / 圧電アクチュエータ
研究成果の概要

これまでの研究で開発した1mm角のマイクロ超音波モータは,10μNmというトルクを発生でき,同様のサイズの先行研究が発表した結果と比べると数百倍大きいものである.本研究では,このマイクロ超音波モータの性能向上に取り組み,マイクロギアを取り付けて,従来と比べて約100倍となる,最大1mNmのトルクを実現した.さらに,マイクロ超音波モータを用いて,パンチルト機構,リンク機構などのマイクロロボットの開発を行い,機構を評価するための力学モデルを構築し,実験的に検証および評価を行った.その他にも,マイクロリニア超音波モータの開発や,小型化したときの性能を予想するスケール則の導出に成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

マイクロ超音波モータに関する設計,試作,制御,評価までの方法論の研究を行ったが,各手法の実現可能性を示したことは,今後のマイクロロボット開発の参考になるものであり重要な学術的意義がある.今後,マイクロ超音波モータの開発が進むことで新しい医工学の展開が期待される.循環器内科,脳外科,消化器内科など広い範囲で,マイクロモータを用いた新技術が期待されており,マイクロモータとして最も有力なマイクロ超音波モータに関する研究の社会的意義は高い.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Reachability Improvement of a Climbing Robot Based on Large Deformations Induced by Tri-Tube Soft Actuators2019

    • 著者名/発表者名
      Kanada Ayato、Giardina Fabio、Howison Toby、Mashimo Tomoaki、Iida Fumiya
    • 雑誌名

      Soft Robotics

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 483-494

    • DOI

      10.1089/soro.2018.0115

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Miniature direct-drive two-link using a micro-flat ultrasonic motor2018

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi K.、Mashimo T.
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 32 号: 20 ページ: 1102-1110

    • DOI

      10.1080/01691864.2018.1524313

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micro Geared Ultrasonic Motor2018

    • 著者名/発表者名
      T. Mashimo, T. Urakubo, Y. Shimizu
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: 23 号: 2 ページ: 781-787

    • DOI

      10.1109/tmech.2018.2792462

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Evaluation of Micro Linear Ultrasonic Motor2018

    • 著者名/発表者名
      S. Iduhara, T. Mashimo
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators A: Physical

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Miniature Preload Mechanisms for a Micro Ultrasonic Motor2017

    • 著者名/発表者名
      T. Mashimo
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators: Physical

      巻: 257 ページ: 106-112

    • DOI

      10.1016/j.sna.2017.02.009

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Scaling Law of Piezoelectric Ultrasonic Motors at Submillimeter Range2017

    • 著者名/発表者名
      T. Mashimo
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 1238-1246

    • DOI

      10.1109/tmech.2017.2691805

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Micro Linear Motor with a Cuboid Stator with a Length of 2.2 mm2018

    • 著者名/発表者名
      S. Izuhara, T. Mashimo
    • 学会等名
      International conference on Actuator (ACTUATOR2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of Flapping Wing Micro Air Vehicle Using an Ultrasonic Motor2018

    • 著者名/発表者名
      K. Mihara, T. Mashimo
    • 学会等名
      International Workshop on Piezoelectric Materials and Applications in Actuators (IWPMA2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Micro Linear Ultrasonic Motor2018

    • 著者名/発表者名
      S. Izuhara, T. Mashimo
    • 学会等名
      International Workshop on Piezoelectric Materials and Applications in Actuators (IWPMA2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mobile Continuum Robot with Unlimited Extensible Sections2018

    • 著者名/発表者名
      A. Kanada, T. Mashimo
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Miniature Robot Finger Using a Micro Linear Ultrasonic Motor and a Closed-Loop Linkage2018

    • 著者名/発表者名
      S. Izuhara, T. Mashimo
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 扁平型マイクロ超音波モータを用いた2リンク機構の開発2018

    • 著者名/発表者名
      三好健太,真下智昭
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018 (ROBOMECH2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロリニア超音波モータの開発-設計と試作-2018

    • 著者名/発表者名
      出原俊介,真下智昭
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018 (ROBOMECH2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ超音波モータを用いた超小型パンチルトカメラの開発2018

    • 著者名/発表者名
      大江裕也,真下智昭
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018 (ROBOMECH2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ超音波モータの視覚フィードバックに関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      新井詩朗、真下智昭
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      福島県郡山市
    • 年月日
      2017-05-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロリニア超音波モータを用いた小型ロボットハンドの試作2017

    • 著者名/発表者名
      出原俊介、真下智昭
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      福島県郡山市
    • 年月日
      2017-05-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 扁平型超音波モータの開発とリンク機構への応用に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      三好健太、真下智昭、寺嶋一彦
    • 学会等名
      精密工学会2017年度春季大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Micro Ultrasonic Motor Using One Cubic Millimeter Stator2017

    • 著者名/発表者名
      T. Mashimo
    • 学会等名
      IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2017)
    • 発表場所
      新潟県長岡市
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Micro ultrasonic motor with a one cubic millimeter stator2017

    • 著者名/発表者名
      T. Mashimo
    • 学会等名
      International Workshop on Piezoelectric Materials and Applications in Actuators (IWPMA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Micro Flat Ultrasonic Motor with a Micro Coil Preload Mechanism2017

    • 著者名/発表者名
      K. Miyoshi, T. Mashimo
    • 学会等名
      International Workshop on Piezoelectric Materials and Applications in Actuators (IWPMA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ超音波モータの高トルク化に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      真下智昭
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ超音波モータの視覚フィードバックに関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      新井詩朗,真下智昭
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マイクロリニア超音波モータを用いた小型ロホットハンドの試作2017

    • 著者名/発表者名
      出原俊介,真下智昭
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 1立方ミリメートルのステータを用いた小型超音波モータの開発(第6報)2017

    • 著者名/発表者名
      真下智昭
    • 学会等名
      精密工学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マイクロリニア超音波モータの開発-モデリングと評価-2017

    • 著者名/発表者名
      出原俊介,真下智昭
    • 学会等名
      精密工学会2017年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Micro Ultrasonic Motor Using One Cubic Millimeter Stator2016

    • 著者名/発表者名
      T. Mashimo
    • 学会等名
      International Conference on new Actuators (ACTUATOR2016)
    • 発表場所
      Bremen, Germany
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      http://eiiris.tut.ac.jp/mashimo/wordpress/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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