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膠原繊維を考慮した皮下組織の3次元力学構造の解明と高感度柔軟触覚センサへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K20003
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 人間情報学およびその関連分野
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

田中 由浩  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90432286)

研究分担者 臼田 信光  藤田医科大学, 医学部, 教授 (30135123)
研究協力者 大竹 義人  
深澤 元晶  
福本 学  
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード皮下組織 / 膠原繊維 / 触覚センサ / 振動 / パチニ小体 / 皮膚 / マイクロCT / 脂肪 / 触覚 / ロボティクス / センサ / 機械力学・制御
研究成果の概要

本研究では,皮下組織の内部構造に着目し,その力学的原理の解明と柔軟で高感度な触覚センサの開発を目的とした.サル指標本に対して,ヨード染色とマイクロCTを用いることで,従来では困難であった皮下組織の3次元構造を捉えることに成功し,脂肪組織の分布の傾向を明らかにし,皮膚の非線形性への寄与を示唆した.また,膠原線維が真皮から末節骨に向かって分布している傾向を基に,線維内蔵柔軟触覚センサを開発し,深部まで振動刺激が伝わり検出しやすくなることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

皮膚は触覚においてメカニカルな情報処理の役割を担っている.本研究では,皮下組織の持つ力学的原理を,内部構造の3次元観察と触覚センサの開発を通じて明らかにした.これは,高感度かつ柔軟な触覚センサや,操作性や安全性をもたらす人工皮膚に応用でき,人との親和性を必要とするロボットや義手,装着型のアシストデバイスなどに活用が期待できる.さらに,皮膚内部の力学的応答をシミュレートするモデルにも応用でき,触覚の知覚メカニズムの基礎研究にも貢献する.

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] MicroCT を用いたサル指内部構造の3 次元構築2018

    • 著者名/発表者名
      西澤順平, 田中由浩, 深澤元晶, 小久保正博, 臼田信光, 大竹義人, 佐野明人
    • 学会等名
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 皮下組織の構造を利用した柔軟触覚センサの数値解析に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      西澤順平, 園井悠人, 田中由浩, 深澤元晶, 臼田信光, 大竹義人, 福本学, 佐野明人
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 触覚メカニズムと触覚ディスプレイ2018

    • 著者名/発表者名
      田中由浩
    • 学会等名
      IDW '18 チュートリアル
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人の触知覚メカニズムと触感デザイン2018

    • 著者名/発表者名
      田中由浩
    • 学会等名
      包装技術協会関西支部セミナー第2回会員フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 主観的な触覚の使い方-身体性技術の効果-2018

    • 著者名/発表者名
      田中由浩
    • 学会等名
      幸田町第28回サイエンスコミュニティ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト皮下組織に基づく触覚センサのための線維構造の検討2017

    • 著者名/発表者名
      園井悠人, 西澤順平, 田中由浩, 深澤元晶, 臼田信光, 大竹義人, 福本学, 佐野明人
    • 学会等名
      計測自動制御学会第18回システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] わかりやすい感覚器疾患(日本医師会雑誌, 第147巻特別号(1) ), VI 感覚器と感覚器疾患のトピックス, 人工感覚器, 触覚2018

    • 著者名/発表者名
      田中由浩(前田直之, 三輪高喜, 室田浩之編集)
    • 総ページ数
      364
    • 出版者
      日本医師会
    • ISBN
      9784877941994
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Robotics Lab, Nagoya Institute of Technology

    • URL

      http://rah.web.nitech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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