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体に身につくVR技能トレーニングを可能とする触覚デバイス3次元集積スマートウェア

研究課題

研究課題/領域番号 19H04147
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分61020:ヒューマンインタフェースおよびインタラクション関連
研究機関東京大学

研究代表者

高松 誠一  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20635320)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワードMEMS / 電子テキスタイル / センサ / ウェアラブル / IoT / 触覚フィードバック / 実装構造 / 伸縮性センサ / 振動刺激 / 導電性ポリマー / ビアホール / ウェアラブルデバイス / トレーニング / VR / MEMS
研究開始時の研究の概要

MEMS加速度センサで初心者の動きを検知し、触覚アクチュエータ(振動モーター)で手や腕に正しい身体の動きを伝えるセンサ、触覚デバイス集積化スマートウェアの製造技術を開発する。特に、実装機と3Dプリンターが融合させた新しい電子テキスタイル製造装置を開発する。開発した製造技術により、スマートウェアを試作する。試作したスマートウェアによりVRを用いた技能トレーニングへの応用を目指す。

研究成果の概要

視覚、聴覚だけではできない「手を取って動きを教える」機能をVR技能トレーニングに組み込む技術を研究開発した.まず,体の動きを検知するMEMSセンサと振動フィードバックを行う振動モータを組み込んだスマートウェアの開発を行った.特に,低温かつ伸縮に耐える布上への配線実装構造として, ビアホールインターポーザー構造を開発し30%以上の伸縮に耐える配線実装構造を実現した.この構造を用いて,センシングと触覚フィードバックが可能なスーツを開発した.さらに,開発したスマートウェアとVR用映像ソフトUnityを用いて,VR映像と連動してセンシング,フィードバックを行うシステムを構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的な意義は,VR用にスマートウェア実装構造を開発したことである.特に,ヤング率が大きく異なる材料間での材料力学特性に着目し,曲げや伸縮に強いデバイス実装構造を開発したことである.さらに,衣服に実際にセンサや振動モータを実装し,VR用ウェアを開発した.このウェアは,人の動きにより起こる伸縮に耐える特性を持つため実用的であり,今後トレーニングシステムへの実用化などを通じて社会貢献が可能であると考えられる.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Relationship between Thermal Stability and Structure of MEMS Cantilevers Embedded in an Elastomer2021

    • 著者名/発表者名
      Takeshita Toshihiro、Makimoto Natsumi、Kobayashi Takeshi、Takamatsu Seiichi
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 33 号: 3 ページ: 1073

    • DOI

      10.18494/SAM.2021.2915

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • 年月日
      2021-03-24
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication of Highly Stretchable Strain Sensor Fiber by Laser Slitting of Conductive-polymer-coated Polyurethane Film for Human Hand Monitoring2021

    • 著者名/発表者名
      Takamatsu Seiichi、Minami Kanon、Itoh Toshihiro
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 33 号: 3 ページ: 1091

    • DOI

      10.18494/SAM.2021.2950

    • ISSN
      0914-4935, 2435-0869
    • 年月日
      2021-03-24
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] ゴムストレッチ基板とコルゲーションマシーンを用いた高伸縮性微小縦波構造銅配線の作製2020

    • 著者名/発表者名
      Okuda Shinji、Yamamoto Michitaka、Takamatsu Seiichi、Itoh Toshihiro
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 140 号: 7 ページ: 186-187

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.140.186

    • NAID

      130007867728

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 年月日
      2020-07-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Long wavy copper stretchable interconnects fabricated by continuous microcorrugation process for wearable applications2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Michitaka、Karasawa Ryu、Okuda Shinji、Takamatsu Seiichi、Itoh Toshihiro
    • 雑誌名

      Engineering Reports

      巻: 2 号: 3 ページ: 121431-121438

    • DOI

      10.1002/eng2.12143

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 銅箔カッティングに よる布上配線の研究2022

    • 著者名/発表者名
      遠藤聡志,高松誠一,伊藤寿浩
    • 学会等名
      精密工学会学術講演会 2022春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 環境調和型生体電極の検討2022

    • 著者名/発表者名
      高松誠一,伊藤寿浩
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会2022春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 感情推定のためのマルチモーダルセンシング技術の研究2022

    • 著者名/発表者名
      工藤悠佑,高松誠一,伊藤寿浩
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会2022春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Glove-Shaped Wearable Device Using Flexible MEMS Sensor2022

    • 著者名/発表者名
      Ayana Mizutani, Seiichi Takamatsu, Toshihiro Itoh, Zymelka Maria, Takeshi Kobayashi
    • 学会等名
      2022 International Conference on Electronics Packaging (ICEP 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Wiring and Mounting Structures for Smart Suits with Actuators2022

    • 著者名/発表者名
      Takuma Takagi, Junya Nakagawa, Seiichi Takamatsu, Toshihiro Itoh
    • 学会等名
      2022 International Conference on Electronics Packaging (ICEP 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanical modeling of ultra-thin MEMS piezoresistive strain sensor assembly2021

    • 著者名/発表者名
      Junya Nakagawa,Maria Zymelka,Takahiro Yamashita,Takeshi Kobayashi, Natsumi Makimoto, Seiichi Takamatsu, and Toshihiro Itoh
    • 学会等名
      The 12th Japan-China-Korea Joint Conference on MEMS/NEMS
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] VR溶接シミュレータの触覚フィードバックデバイスの検討2021

    • 著者名/発表者名
      遠藤 聡志, 伊藤 寿浩, 高松 誠一, 近井 学
    • 学会等名
      精密工学会学術講演会 2021春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ポリウレタンの反応性制御による銀ナノ粒子インクジェット配線微細化の検討2021

    • 著者名/発表者名
      富田 直人, 伊藤 寿浩, 高松 誠一
    • 学会等名
      精密工学会学術講演会 2021春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 極薄MEMSチップ実装技術の研究2020

    • 著者名/発表者名
      中川 潤哉, 高松 誠一, 伊藤 寿浩, 山下 崇博, 牧本 なつみ, 小林 健, マリア ジメルカ
    • 学会等名
      精密工学会学術講演会 2020秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] コルゲート加工機を用いた微小縦波構造を持つストレッチャブル配線の開発2020

    • 著者名/発表者名
      奥田 真司, 高松 誠一, 伊藤 寿浩
    • 学会等名
      精密工学会学術講演会 2020秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 日常生活時における腰痛診断のためのウェアラブル生体電極アレイ製造技術の開発2020

    • 著者名/発表者名
      磯部 魁, 海法 克享, 高松 誠一, 伊藤 寿浩
    • 学会等名
      精密工学会学術講演会 2020秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] インクジェットによるe-textile用配線形成の検討2019

    • 著者名/発表者名
      富田直人,山本 道貴,高松 誠一,伊藤 寿浩
    • 学会等名
      精密工学会学術講演会講演論文集 2019A(0), 211-212, 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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