| 研究課題/領域番号 |
19K04290
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
寒川 雅之 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (70403128)
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| 研究分担者 |
神田 健介 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (20446735)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 触覚センサ / 振動覚センサ / 温冷覚センサ / マルチモーダル / マイクロヒータ / 圧電素子 / ひずみゲージ / カンチレバー / PZT / NiCr / MEMS / 圧電体薄膜 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究ではMEMS技術を用いた圧覚・振動覚・温冷覚を複合的に検知できる触覚センサの汎用チップ化の実現を目的とする。人間の触覚機能を参考にし、複数の時間周波数特性による振動・温度検知の実現と、伝熱の熱源となるヒータのチップ上への集積化を目指す。検知原理の過渡応答性の違いや検知部構造の機械的共振特性の違いにより周波数特性を設計する。これにより、圧覚・振動覚・温冷覚を包含して検知できるマイクロ触覚センサチップを実現し、ロボットによる精密把持制御や触り心地の計測などの触覚技術への応用につなげる。
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| 研究成果の概要 |
MEMS技術を用いた圧覚・振動覚・温冷覚を複合的に検知できる触覚センサの汎用チップ化の実現を目的として研究を行った。圧覚・振動覚検知については、一つの検知素子に電気的な時間応答特性の異なる圧電素子とひずみ抵抗素子を積層して搭載したチップを試作し、それぞれ異なる応答を同時に得ることに成功した。一方、温冷覚検知については、伝熱の熱源となるヒータをチップ上に集積し、チップ単体での計測を可能とした。さらに、温度計測用の素子の改良と接触部の高熱伝導化により、安定かつ高感度な温冷感計測を達成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
単一の微小な検知素子で圧覚、振動覚の検知を可能としたことで、時間応答性の異なる需要期から構成される複雑な触覚機能の一部を再現でき、よりヒトの感覚に近い触感のセンシングにつながるものと考える。また、高感度な温冷覚検知も可能としたことで、センサチップ単体でヒトの皮膚から物体への伝熱を再現したセンシングが可能となり、マイクロオーダーのガラス表面の僅かな粗さの違いによる温冷感の変化をも検知することが可能となった。
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