| 研究課題/領域番号 |
21K14134
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 和歌山工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
徐 嘉楽 和歌山工業高等専門学校, 知能機械工学科, 准教授 (30898200)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 触覚ディスプレイ / 形状記憶合金 / バイアスばね / PDMS / マイクロアクチュエータ / MEMS / マイクロピン / 触感 / 厚膜形成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
触覚ディスプレイは点字や触感などの触覚情報を人工的に提示するツールであり、モバイル機器などへの応用が期待されている。これまでの触覚ディスプレイでは、十分な発生力や振幅を得るためにシステムが大きくなってしまう課題がある。
個人差なく刺激を提示するためには大きな発生力かつ振幅が必要である。そのため、形状記憶合金(SMA) 素子を2層接合して振幅を倍増する素子の作製手法を確立し、刺激提示に必要な振幅および発生力を明らかにするとともに、人間の知覚可能な振動刺激パターンを調べる。
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| 研究成果の概要 |
個人差なく人間の皮膚へ触覚情報の提示が可能な高出力触覚ディスプレイの実現を目的として研究を行った。形状記憶合金(SMA)厚膜アクチュエータの熱応答の向上を目指し、液冷によるSMAアクチュエータのパルス通電加熱時の冷却効果を検証した。PDMSバイアスばね上にリソグラフィを用いてマイクロピンを形成し、SMAアクチュエータと接合した素子を実現した。触覚受容器が感知する周波数領域において発生振幅の評価を行い、PDMSバイアスばねの粘弾性による振幅への影響が大きいことを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、SMA型触覚ディスプレイの高出力を目指したが、SMAアクチュエータと組み合わせるPDMSバイアスばねの粘弾性による影響が大きいことが明らかとなった。この結果をもとに今後のバイアスばねの再設計および高出力触覚ディスプレイの実現につなげたいと考えている。また、SMAアクチュエータとPDMSバイアスばねの接合技術を確立したことによってシール構造を実現することが可能となり、防塵や防水の効果が期待でき、触覚ディスプレイの実用化に寄与できると考えている。
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