| 研究課題/領域番号 |
20K20985
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 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
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
安孫子 聡子 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40560660)
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| 研究分担者 |
辻田 哲平 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (40554473)
岩本 悠宏 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30707162)
佐藤 大祐 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (40344692)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
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| キーワード | 磁性エラストマ / 自己修復永久磁石エラストマ / 液体金属 / 柔軟アクチュエータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は，磁性エラストマを用いた3次元柔軟アクチュエータの創製である．ソフトロボティクスの注目度が高まる中，機能材料と機構・機械・電気の融合による新たな技術革新が期待されている．機能材料の一つに，磁場変化によって機能する磁性エラストマやMR流体がある．その駆動源は一般に永久磁石または金属コイルを要するため，柔軟性を維持しつつ駆動するシステムとしては，2次元配列アクチュエータアレイの実現にとどまっている．本研究では，柔軟なソレノイドを磁性エラストマ内に3次元配列するアイデアとそれらを一体成形する手法への挑戦を通して，3次元局所剛性変化可能な柔軟アクチュエータを創製することを目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，磁性エラストマによるグリッド状の剛性提示を行うアクチュエータの開発を目的とする．本研究では，乳がんや前立腺がん等の触診シミュレータへのへの応用を目指し，エラストマの力学的特性の解析とその応用を試みた。磁性エラストマの剛性を決定する母材の選定を行い、複数の配合率のエラストマを作成し、磁場印加時の剛性変化を計測、解析した。その結果，磁性エラストマによる大きな剛性変化を提示することが可能であった。また、自己修復永久磁石エラストマを作成し、機械的修復性能の評価を行った。永久磁石の特徴を活用することで着磁後のエラストマのほうが大幅に修復性能の向上することが示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は， 磁性エラストマを用いた触診および手術シミュレータへの応用を試みた研究である。ここでは、ダイナミックレンジの広い剛性変化の提示が可能なエラストマを作成できた。また、機械的修復能力を有する自己修復機能を有する永久磁石エラストマを作成することができた。これらは将来的に上記シミュレータへと発展していき、若手医師の訓練環境の補助を目指す社会的意義を有する。
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