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EHD流体制御に基づくやわらかいモノへの表現機能の埋め込みとインタラクション創出

研究課題

研究課題/領域番号 21H04882
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

筧 康明  東京大学, 大学院情報学環・学際情報学府, 教授 (40500202)

研究分担者 前田 真吾  東京工業大学, 工学院, 教授 (40424808)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
42,120千円 (直接経費: 32,400千円、間接経費: 9,720千円)
2023年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2022年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2021年度: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
キーワードElectrohydrodynamics / 流体制御 / マテリアルインタラクション / フィジカルディスプレイ / ソフトアクチュエータ / プロトタイピング
研究開始時の研究の概要

本研究では、布のように柔らかさ・しなやかさを有するモノの中にアクチュエーション(形・動きなどの変化)やディスプレイ(色などの変化)機能を埋め込み、モノを介したマルチモーダルなインタラクションを実現する。Electrohydrodynamics(EHD、電気流体力学)の原理を用いて流体の動きを制御する技術を基盤とし、モノの表面あるいは内部に血管のように流路を張り巡らせることで、モノに対して変形、温冷感覚、色彩変化などを制御できる機能を付与し、新規なヒューマンインタフェースの創出を目指す。

研究成果の概要

本研究では、Electrohydrodynamics(EHD、電気流体力学)の原理を用いて布のように柔らかさ・しなやかさを有するモノの中にアクチュエーションやディスプレイ機能を埋め込み、モノを介したマルチモーダルなインタラクションを実現することを目的とする。成果として、まずEHDポンプの原理のモデル化、低電圧駆動化を行い、さらにEHDによる液体制御のプロトタイピングのためのモジュール型デバイスを開発した。液体制御を通じたマルチモーダルなインタラクションとして、変形、温冷感覚、色彩変化などを制御できるシステムを開発し、ヒューマンインタフェースやアートインスタレーションとしての応用実装を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来から工学分野ではEHDアクチュエータの研究が行われてきたが、本研究の貢献の一つはその作りやすさや使いやすさを考慮したデザインが挙げられる。本手法で開発したデジタルファブリケーション機器の利用を想定したEHD回路の制作や無線での制御手法や、ユーザインタフェースとして液体制御を通した騒音の少ないマルチモーダルなインタラクション手法は、ユーザや応用分野の広がりが期待できる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 8件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Pocketable and Smart Electrohydrodynamic Pump for Clothes2023

    • 著者名/発表者名
      Kuwajima Yu、Yamaguchi Yuya、Yamada Yuhei、Morita Takafumi、Wiranata Ardi、Minaminosono Ayato、Hosoya Naoki、Kakehi Yasuaki、Maeda Shingo
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 16 号: 1 ページ: 1883-1891

    • DOI

      10.1021/acsami.3c15274

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] LayerPump: Electrohydrodynamicsポンプを内蔵した積層型3Dオブジェクトの設計手法とファブリケーション2021

    • 著者名/発表者名
      藤井 樹里, 中丸 啓, 筧 康明
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 26 号: 4 ページ: 345-354

    • DOI

      10.18974/tvrsj.26.4_345

    • NAID

      130008140917

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • 年月日
      2021-12-24
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ChoreoDrops: Manipulation of Water Droplets Using Conductive Line Patterns Sparsely Printed on Paper2024

    • 著者名/発表者名
      Yoshimori Yoshikawa, Takafumi Morita, Daiki Shiota, Eiji Iwase, and Yasuaki Kakehi
    • 学会等名
      In Proceedings of the Eighteenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction (TEI '24). Association for Computing Machinery
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Signs of Water2024

    • 著者名/発表者名
      Kuan-Ju Wu, 開元宏樹、筧康明
    • 学会等名
      いちかわ芸術祭(招待展示)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] see-saw: A Kinetic Installation that Unfolds in Silence Driven by Liquid Flow2023

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Morita and Yasuaki Kakehi
    • 学会等名
      In SIGGRAPH Asia 2023 Art Papers (SA '23)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EHDポンプを用いたリニアパウチアクチュエータ2023

    • 著者名/発表者名
      瀬川空矢、桑島悠、毛澤兵、細矢直基、前田真吾
    • 学会等名
      ROBOMECH2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ChoreoDrops2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshimori Yoshikawa, Eiji Iwase, Yasuaki Kakehi
    • 学会等名
      Ars Electronica Festival 2024 Gadens Exhibition
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] A Method for Controlling the Continuous Transparency of Three-dimensional Objects Utilizing Mechanical Emulsification2023

    • 著者名/発表者名
      Ziyuan Jiang, Takafumi Morita, Kanon Aoyama, Yu Kuwajima, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, and Yasuaki Kakehi
    • 学会等名
      the Seventeenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction (TEI ’23)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] InflatableMod: Untethered and Reconfigurable Inflatable Modules for Tabletop-sized Pneumatic Physical Interfaces.2023

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Morita, Ziyuan Jiang, Kanon Aoyama, Ayato Minaminosono, Yu Kuwajima, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, and Yasuaki Kakehi
    • 学会等名
      the 2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI ’23)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Demonstrating InflatableMod: Untethered and Reconfigurable Inflatable Modules for Tabletop-sized Pneumatic Physical Interfaces.2023

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Morita, Ziyuan Jiang, Kanon Aoyama, Ayato Minaminosono, Yu Kuwajima, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, and Yasuaki Kakehi
    • 学会等名
      Extended Abstracts of the 2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI EA ’23)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HydroMod: Constructive Modules for Prototyping Hydraulic Physical Interfaces2022

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Morita, Yu Kuwajima, Ayato Minaminosono, Shingo Maeda, and Yasuaki Kakehi
    • 学会等名
      the 2022 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI ’22)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Demonstrating HydroMod: Constructive Modules for Prototyping Hydraulic Physical Interfaces2022

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Morita, Yu Kuwajima, Ayato Minaminosono, Shingo Maeda, and Yasuaki Kakehi
    • 学会等名
      Extended Abstracts of the 2022 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI EA ’22)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] see-saw2022

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Morita and Yasuaki Kakehi
    • 学会等名
      Ars Electronica Festival2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] デジタルファブリケーションとメディア(第3章「インタラクティブなものづくり」を執筆)2024

    • 著者名/発表者名
      筧康明
    • 総ページ数
      47
    • 出版者
      コロナ社
    • ISBN
      9784339013764
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] HydroMod

    • URL

      https://xlab.iii.u-tokyo.ac.jp/projects/hydromod/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] InflatableMod

    • URL

      https://xlab.iii.u-tokyo.ac.jp/projects/inflatablemod/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] LayerPump

    • URL

      https://xlab.iii.u-tokyo.ac.jp/projects/layerpump/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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