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ハプティックインターフェイスを指向した生体用接触圧力及びせん断力センサの新規構築

研究課題

研究課題/領域番号 21650146
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関弘前大学

研究代表者

笹川 和彦  弘前大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50250676)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2010年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2009年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード接触圧力 / センサ / ハプティックインターフェイス / せん断力
研究概要

平成22年度は最終年度であり,前年度までの研究成果を踏まえ,次の研究項目を実施することにより,生体用せん断応力・接触圧力分布センサのプロトタイプの構築なる本研究の目的を達成した。
1.基本構造単位の3次元集積化
微細加工技術を用い,せん断応力センサの基本構造単位を面内に5×3個アレイ状に集積することにより,せん断応力センサの2次元化を行った。これによりせん断応力の分布計測を可能にした。また,基本構造単位におけるせん断応力検出の電極パターンの改良を行い,感受性の向上を図るとともに,これまで困難であったせん断応力作用方向の検出を可能にした。さらに従来の接触圧力測定のためのセンサ構造も同時に集積することにより,接触圧力分布の測定機能を付加した高機能化を行った。これにより,厚さ方向の集積化を行うことなしに接触圧力分布とせん断応力分布の同時測定に成功した。
2.複合負荷試験に基づいた特性評価
前年度製作したせん断力試験装置に対し,垂直力の高精度な制御が行えるように改良を行い,試作した集積化センサのせん断応力-電気抵抗特性とそれらの感度均一性に関する特性評価を行った。また,接触圧力作用下での測定値におけるせん断応力と接触圧力との分離性についても評価を行い,これらを各々的確にかっ同時に測定可能であることを確認した。
3.集積化センサの生休への応用
集積化したセンサを健常者の膝蓋腱部に接着し,その上から骨折固定に用いる下腿装具を装着した状態で歩行を行い,歩行中の装具内接触圧力とせん断応力の分布測定に初めて成功し,生体のせん断応力・接触圧力分布を同時測定可能なセンサのプロトタイプ構築を達成した。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (9件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Development of Sensor System for Measurement of Distributions of Contact Pressure and Shear Stress on Contacting Skin Surface2010

    • 著者名/発表者名
      K.Sasagawa, K.Tokiyoshi
    • 雑誌名

      Proc. 5th International Symposium on Advance and Technology in Experimental Mechanics

      巻: CD-ROM

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 生体への適用を目的とした接触圧力およびせん断応力の同時測定センサの開発2010

    • 著者名/発表者名
      時吉康太, 笹川和彦
    • 学会等名
      第37回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      2010-11-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 内視鏡手術への応用を目的とした高空間分解能接触圧力センサシステムの開発2010

    • 著者名/発表者名
      石川諒, 笹川和彦, 横山絋太郎, 大里泰彦
    • 学会等名
      第37回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      2010-11-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 内視鏡手術へ適用可能な高空間分解能接触圧力センサ2010

    • 著者名/発表者名
      笹川和彦, 石川諒, 横山絋太郎, 大里泰彦
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2010材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      長岡技術科学大学(長岡市)
    • 年月日
      2010-10-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 接触圧力およびせん断応力の分布測定を可能にするセンサシステムの開発2010

    • 著者名/発表者名
      時吉康太, 笹川和彦, 横山紘太郎
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2010材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      長岡技術科学大学(長岡市)
    • 年月日
      2010-10-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 生体内の接触圧力およびせん断応力の同時測定センサの開発2010

    • 著者名/発表者名
      笹川和彦, 横山紘太郎, 時吉康太
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第45期総会・講演会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2010-03-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 内視鏡視下手術への使用が可能な生体用接触圧力分布測定システムの開発2010

    • 著者名/発表者名
      笹川和彦, 大里泰彦, 横山紘太郎, 石川諒
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第45期総会・講演会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2010-03-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 導電性高分子膜を用いた接触圧力分布センサの開発2010

    • 著者名/発表者名
      時吉康太, 横山紘太郎, 大里泰彦, 笹川和彦
    • 学会等名
      日本機械学会東北学生会第40回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      秋田大学(秋田市)
    • 年月日
      2010-03-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 内視鏡に格納可能な生体用接触圧力センサの開発2010

    • 著者名/発表者名
      石川諒, 横山紘太郎, 大里泰彦, 笹川和彦
    • 学会等名
      日本機械学会東北学生会第40回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      秋田大学(秋田市)
    • 年月日
      2010-03-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 脛骨粗面外側偏位が内側膝蓋大腿靭帯再建術後の膝蓋大腿関節接触圧に及ぼす影響2009

    • 著者名/発表者名
      津田英一, 石橋恭之, 山本祐司, 塚田晴彦, 佐々木規博, 藤哲, 笹川和彦
    • 学会等名
      第36回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 発表場所
      ひめぎんホール(松山市)
    • 年月日
      2009-10-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.mech.hirosaki-u.ac.jp/~sasagawa/labhp/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] センサ装置および分布測定装置2010

    • 発明者名
      笹川和彦
    • 権利者名
      弘前大学
    • 出願年月日
      2010-09-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 接触圧力測定システム2010

    • 発明者名
      笹川和彦
    • 権利者名
      弘前大学
    • 出願年月日
      2010-08-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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