| 研究課題/領域番号 |
20K20984
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分20:機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
|---|
研究代表者 |
高橋 英俊 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (90625485)
|
|---|
| 研究分担者 |
尾上 弘晃 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30548681)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
|
|---|
| キーワード | フォースプレート / 微小昆虫 / 3Dプリンタ / レーザー変位計 / ショウジョウバエ / 昆虫 / MEMS / バイオメカニクス |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究で提案する計測システムは、マイクロスプリング、プレート、レーザー変位計から構成される。高性能の3Dプリンタを利用して、壊れにくく、かつ柔らかいマイクロスプリングを実現する。マイクロスプリングが支えるプレート上に昆虫が乗った際、プレートの中心の変位をレーザー変位計で検知することでマイクロニュートンオーダの足裏反力を計測する。昆虫に合わせて、マイクロスプリング及びプレートを製作することで、計測対象にあったフォースプレートを実現できる。
|
| 研究成果の概要 |
超精密3Dプリンタを用いて、フォースプレート構造の設計・製作を進め、試作したフォースプレート構造とレーザ変位計を組み合わせてフォースプレートのシステムを構築した。またフォースプレートの力に対する校正実験、共振周波数の評価を行った。フォースプレート構造とレーザ変位計のスポット位置のずれによる応答の位置誤差に関して、理論構築と実証実験を行った。また構築したフォースプレートを用いて、ショウジョウバエの歩行時の足裏反力計測を行い、自重と同等の足裏反力が応答として計測された。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の機械加工では、3次元的な微細構造、特にマイクロメートルオーダで柔らかい構造を製作することは難しかった。一方で、従来のMEMSプロセスにおいても、材料を積層し構造を製作するため、3次元的に曲線を描くような構造の製作には不向きであった。本研究では、マイクロ光造形を利用したマイクロスプリングの製作に挑戦することで、昆虫の運動中に働く微小な足裏反力を地面の変位として変換し計測するシステムへの応用に繋げている。近年、マイクロ光造形を利用した研究は盛んになってきたが、スプリングのような機械的構造を利用した研究はほとんどなく、研究の鍵となるスプリング構造そのものにも新規性がある。
|
