指紋構造を有した印刷法による触覚・すべり同時検出人工電子皮膚の開発

• 研究課題/領域番号: 26630164
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 竹井 邦晴 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20630833)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: フレキシブルデバイス / 電子皮膚 / 歪みセンサ / 温度センサ / 印刷技術 / 人工電子皮膚 / ３軸触覚センサ

研究成果の概要

本研究では、「触覚」「すべり」「温度」分布計測可能な電子皮膚デバイスの開発を行った。特に歪みセンサ及び温度センサを大面積フレキシブル基板上に印刷形成することで低価格・多機能フレキシブルデバイスを作製した。歪み工学に基づいた3次元構造をフレキシブル基板上に適用することで、「触覚」と「すべり」応力を同時に検出することが可能であることを確認した。さらに各センサをアレイ状に集積化させることで、人の指先のように「触覚」「すべり」「温度」分布計測可能な電子皮膚デバイスを作製することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] An extremely highly selective flexible compliant tactile touch sensor sheet (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Nakata, K. Kanao, S. Harada, T. Arie, K. Takei
  • 雑誌名: Physica Status Solidi A 巻: 213 号: 9 ページ: 2345-2351
  • DOI: 10.1002/pssa.201600078
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 印刷形成した触覚・摩擦・温度分布計測可能な電子皮膚 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹井邦晴
  • 雑誌名: 光アライアンス 巻: 4月号 ページ: 32-36
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Highly stable liquid-solid-metal contact toward multi-layered detachable flexible devices (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Harada, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 雑誌名: Advanced Electronic Materials 巻: 1 号: 7 ページ: 1500080-1500080
  • DOI: 10.1002/aelm.201500080
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Air ambient-operated pNIPAM-based flexible actuators stimulated by human body temperature and sunlight (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto, K. Kanao, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 雑誌名: ACS Applied Materials & Interfaces 巻: 7 号: 20 ページ: 11002-11006
  • DOI: 10.1021/acsami.5b02544
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High performance, mechanically flexible, and vertically integrated three-dimensional carbon nanotube and InGaZnO complementarycircuits with a temperature sensor (2015)
  • 著者名/発表者名: W. Honda, S. Harada, S. Ishida, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 27 号: 32 ページ: 4674-4680
  • DOI: 10.1002/adma.201502116
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanically flexible and high-performance CMOS logic circuits (2015)
  • 著者名/発表者名: W. Honda, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 15099-15099
  • DOI: 10.1038/srep15099
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ウェアラブル健康管理パッチデバイスの開発に向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹井邦晴
  • 雑誌名: エレクトロニクス実装学会誌 巻: 18 ページ: 422-427
  • NAID: 130005112474
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ウェアラブル・フレキシブル健康管理デバイス (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹井邦晴
  • 雑誌名: 応用物理 巻: 84 ページ: 1002-1007
  • NAID: 130007718682
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Highly selective flexible tactile strain and temperature sensors against substrate bending for an artificial skin (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kanao, S. Harada, Y. Yamamoto, W. Honda, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 5 号: 38 ページ: 30170-30174
  • DOI: 10.1039/c5ra03110a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Printable and foldable electrodes based on a carbon nanotube-polymer composition (2014)
  • 著者名/発表者名: W. Honda, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 雑誌名: Physica Status Solidi A 巻: 11 号: 11 ページ: 2631-2634
  • DOI: 10.1002/pssa.201431481
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fully Printed Flexible Fingerprint-like Three-Axis Tactile and Slip Force and Temperature Sensors for Artificial Skin (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Harada, K. Kanao, Y. Yamamoto, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 8 号: 12 ページ: 12851-12857
  • DOI: 10.1021/nn506293y
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Challenge and perspective of macro-scale, multi-functional high performance flexible electronics (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Takei
  • 学会等名: SPIE Defense+Commercial Sensing
  • 発表場所: Baltimore Convention Center (ボルチモア, アメリカ）
  • 年月日: 2016-04-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] All solution-processed flexible memory integrated with tactile sensor (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Kanao, S. Nakata, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 学会等名: 29th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2016)
  • 発表場所: Shanghai International Conference Center (上海, 中国）
  • 年月日: 2016-01-24
  • 国際学会
• [学会発表] Flexible and high selective pressure sensitive rubber for tactile sensing (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Nakata, K. Kanao, S. Harada, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 学会等名: 29th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2016)
  • 発表場所: Shanghai International Conference Center (上海, 中国）
  • 年月日: 2016-01-24
  • 国際学会
• [学会発表] 高性能・多機能フレキシブルセンサシート (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹井邦晴
  • 学会等名: 有機エレクトロニクス材料研究会 第215回研究会
  • 発表場所: 新宿NSビル（東京都・新宿区）
  • 年月日: 2016-01-22
  • 招待講演
• [学会発表] ナノ材料を用いたフレキシブル材料・デバイスの作製技術・応用展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹井邦晴
  • 学会等名: 情報機構セミナー
  • 発表場所: 大田区産業プラザ（東京都・大田区）
  • 年月日: 2016-01-18
  • 招待講演
• [学会発表] フレキシブルデバイス応用に向けた取り外し可能なシート間の電気接触の提案 (2015)
  • 著者名/発表者名: 原田真吾、有江隆之、秋田成司、竹井邦晴
  • 学会等名: 第３２回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県・新潟市）
  • 年月日: 2015-10-28
• [学会発表] 無機ナノ材料の印刷技術による大面積フレキシブルデバイス (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹井邦晴
  • 学会等名: 機能性ハイブリッド材料研究会
  • 発表場所: 回路会館（東京都・杉並区）
  • 年月日: 2015-10-21
  • 招待講演
• [学会発表] Printed high performance flexible device sheets (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Takei
  • 学会等名: 228th ECS Meeting
  • 発表場所: Phoenix Convention Center (フェニックス, アメリカ）
  • 年月日: 2015-10-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Nanomaterial-based printed flexible device sheets (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Takei
  • 学会等名: International Symposium on Thin Film Technologies for Flexible Devices (JSPS Autumn Meeting 2015)
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ナノ材料の印刷技術を用いた大面積フレキシブル・ウェアラブルデバイスシート (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹井邦晴
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] 高い信頼性動作へ向けたpNIPAMアクチュエータへのCNT添加の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本祐輝、金尾顕一朗、有江隆之、秋田成司、竹井邦晴
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] フレキシブルCMOS回路、温度センサ三次元積層集積デバイス (2015)
  • 著者名/発表者名: 本田航、原田真吾、石田昌平、有江隆之、秋田成司、竹井邦晴
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Inorganic-based heterogeneously integrated flexible transistors and sensors (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Takei
  • 学会等名: 15th International Meeting on Information Display (IMID 2015)
  • 発表場所: EXCO (デグ, 韓国）
  • 年月日: 2015-08-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Printed Nanomaterial-based flexible sheets (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Takei
  • 学会等名: Nanotechnology Congress & Expo
  • 発表場所: Fleming's Conference Hotel (フランクフルト, ドイツ）
  • 年月日: 2015-08-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Flexible and wearable sensors (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Takei
  • 学会等名: 16th International Conference on Human-Computer Interaction (HCI International 2015)
  • 発表場所: Westin Bonaventure Hotel (ロサンゼルス, アメリカ）
  • 年月日: 2015-08-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Carbon nanotube-based printed flexible electronics: Materials, fabrication, and applications (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Takei
  • 学会等名: 16th International Conference on the Science and Application of Nanotube (NT15)
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-06-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Carbon nanotube-based high selective tactile pressure and temperature sensor arrays for an artificial skin application (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kanao, S. Harada, Y. Yamamoto, W. Honda, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 学会等名: 16th International Conference on the Science and Application of Nanotube (NT15)
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県・名古屋）
  • 年月日: 2015-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] Flexible, printed tactile, friction, and temperature sensor array for artificial skin (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Harada, K. Kanao, Y. Yamamot, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 学会等名: 18th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers 2015)
  • 発表場所: Dena'ina Convention Center (アンカレジ, アメリカ）
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Biological inspired superhydrophobic and self-cleaning flexible silicone rubber (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Harada, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 学会等名: 18th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers 2015)
  • 発表場所: Dena'ina Convention Center (アンカレジ, アメリカ）
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Inorganic material-based flexible CMOS circuit and optical sensor (2015)
  • 著者名/発表者名: W. Honda, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 学会等名: 18th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers 2015)
  • 発表場所: Dena'ina Convention Center (アンカレジ, アメリカ）
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Electrical powerless, thermal and optical responsive polymer-based actuator (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto, K. Kanao, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 学会等名: 18th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers 2015)
  • 発表場所: Dena'ina Convention Center (アンカレジ, アメリカ）
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] 印刷形成したフレキシブルセンサシートの開発とそのウェアラブル応用への課題 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹井邦晴
  • 学会等名: 情報技術協会セミナー
  • 発表場所: 技術情報協会（東京都・品川区）
  • 年月日: 2015-05-22
  • 招待講演
• [学会発表] Printed flexible sensor sheet (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Takei
  • 学会等名: Energy Materials Nanotechnology (EMN) Phuket Meeting
  • 発表場所: Holiday Inn Resort Phuket (プーケット, タイ）
  • 年月日: 2015-05-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ウェアラブルデバイスの開発動向と材料ニーズ (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹井邦晴
  • 学会等名: 新化学技術推進協会 次世代エレクトロニクス分科会講演会
  • 発表場所: 新化学技術推進協会 (東京都・千代田区)
  • 年月日: 2015-03-17
  • 招待講演
• [学会発表] 触覚と曲げに対する高い選択性を有した電子皮膚デバイス (2015)
  • 著者名/発表者名: 金尾顕一朗、原田真吾、山本祐輝、本田航、有江隆之、秋田成司、竹井邦晴
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学 (神奈川県・平塚市)
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] 触覚、摩擦、温度センサ集積人工電子皮膚 (2015)
  • 著者名/発表者名: 原田真吾、金尾顕一朗、山本祐輝、有江隆之、秋田成司、竹井邦晴
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学 (神奈川県・平塚市)
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] 印刷形成したフレキシブルセンサシートの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹井邦晴
  • 学会等名: センシング技術応用研究会 第190回研究例会
  • 発表場所: 大阪府立大学 I-siteなんば (大阪府・大阪市)
  • 年月日: 2015-01-30
  • 招待講演
• [学会発表] Printable flexible tactile pressure and temperature sensors with high selectivity against bending (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kanao, S. Harada, Y. Yamamoto, W. Honda, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 学会等名: 28th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS 2015)
  • 発表場所: リスボン (ポルトガル)
  • 年月日: 2015-01-18 – 2015-01-22
• [学会発表] Fully printed, large-scale, high sensitive strain sensor array for stress monitoring of infrastructures (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹井邦晴、原田真吾、本田航、有江隆之、秋田成司
  • 学会等名: IEEE 第14回 関西コロキアム電子デバイスワークショップ
  • 発表場所: グランフロント大阪 (大阪府・大阪市)
  • 年月日: 2014-11-17
  • 招待講演
• [学会発表] Printed Wearable Temperature Sensor for Health Monitoring (2014)
  • 著者名/発表者名: W. Honda, S. Harada, T. Arie, S. Akita, K. Takei
  • 学会等名: IEEE SENSORS 2014
  • 発表場所: バレンシア (スペイン)
  • 年月日: 2014-11-02 – 2014-11-05
• [学会発表] 大面積印刷技術を用いた歪み、温度センサ集積人工電子ウィスカー (2014)
  • 著者名/発表者名: 原田真吾、本田航、有江隆之、秋田成司、竹井邦晴
  • 学会等名: 第31回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • 発表場所: くにびきメッセ (島根県・松江市)
  • 年月日: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [学会発表] Nanomaterial-based macroscale printable flexible sensors (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takei, S. Harada, W. Honda, T. Arie, S. Akita
  • 学会等名: 226th ECS meeting
  • 発表場所: カンクン (メキシコ)
  • 年月日: 2014-10-05 – 2014-10-10
  • 招待講演
• [学会発表] Inorganic Nanomaterial-based Printable Flexible Devices (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takei
  • 学会等名: Energy Materials Nanotechnology Conference (EMN Open 2014)
  • 発表場所: 成都 (中国)
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] 印刷技術によるカーボンナノチューブ折り畳み電極の提案 (2014)
  • 著者名/発表者名: 本田航、有江隆之、秋田成司、竹井邦晴
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学 (北海道・札幌市)
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] 印刷技術を用いた歪みセンサアレイによる人工電子ウィスカー (2014)
  • 著者名/発表者名: 原田真吾、本田航、有江隆之、秋田成司、竹井邦晴
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学 (北海道・札幌市)
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Human interactive wearable devices: Applications of artificial electronic skins and smart bandages (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takei
  • 学会等名: 16th International Conference on Human-Computer Interaction
  • 発表場所: クレタ島 (ギリシャ)
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] Printable nanomaterial devices on user-defined substrates (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takei
  • 学会等名: Mingdao Forum, Business Technology Fair
  • 発表場所: 上海 (中国)
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-28
  • 招待講演
• [図書] ウェアラブルデバイスの小型、薄型化と伸縮、柔軟性の向上技術 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹井邦晴、野村武史、玉川博詞、坂井光治、前川貴、圓本吉彦、大武裕治、粟生浩之、松本博文、八甫谷明彦、吉澤徳夫、宮崎政志、中尾知、伊達仁昭、高橋浩一、清川清、馬塲宏行、河合隆史、藤掛英夫、小須田司、他54名
  • 総ページ数: 510
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] Wearable and Flexible Sensor Sheets toward Periodic Health Monitoring (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Takei, A. Nag, S. C. Mukhopadhyay, W. Xu, M.-C. Huang, S. Pirbhulal, H. Zhang, W. Wu, Y. T. Zhang, H. Ghasemzadeh, R. Jafari, J. Yuan, K. K. Tan, P. Bagade, A. Banerjee, S. K. S. Gupta, N. J. Blasdel, C. N. Monty, M. Farooq, E. Sazonov, 他15名
  • 総ページ数: 333
  • 出版者: Springer
• [備考] ナノ材料-フレキシブルデバイスグループ
  • URL: https://sites.google.com/site/kuniharutakeijp/
• [備考] 大阪府立大学 ナノ材料－フレキシブルデバイスグループ
  • URL: https://sites.google.com/site/kuniharutakeijp/
• [産業財産権] 触覚センサ及び集積化センサ (2014)
  • 発明者名: 竹井邦晴、原田真吾
  • 権利者名: 竹井邦晴、原田真吾
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-09-08