ナノメータオーダの組立システムに関する研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04555054
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 畑村 洋太郎 東京大学, 工学部, 教授 (40010863)
• 研究分担者: 光石 衛 東京大学, 工学部, 助教授 (90183110) ; 佐藤 知正 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (50235371)
• キーワード: ナノマニピュレータ / 立体電子顕微鏡 / 超微細組立作業 / 超微細作業システム / ナノマニピュレーション / 組立作業ロボット / 知能ロボット / ナノテクノロジ

研究概要

マイクロマシンの組立、調整、検査作業のような非常に微小な部品をメカニカルに取り扱うシステム(ナノアセンブリシステム)に関して、以下の成果を得た。
1)ナノマニピュレータの実現:マイクロマシンの組立・調節・検査作業の検討をふまえ、要求されるマニピュレータの仕様を明かにするとともに、並進と回転の自由度をもちナノメータオーダーで位置決めできるナノマニピュレータを設計・試作した。ナノマニピュレータのような超微細作業用のマニピュレータを実現するにあたっては、そのアクチュエータ、運動実現機構、自由度配置、さらにその制御法にいたるまで、従来の産業用ロボットとは非常に異なったものが求められることが判明した。
2)立体視走査型電子顕微鏡の試作:ナノメータオーダの世界における作業状況を立体的に映象化できる電子顕微鏡を実現した。これは、電子線の制御によって、右目用の映像と左目用の映像をビデオレートで得られるようにし、これと同期した無線の液晶シャッター眼鏡をかけることで、作業環境を実時間で立体的に監視できるものである。立体視のために特別な検出器を設ける必要がないこと、焦点深度が深いためクリアな立体動画をみることができる点にその特徴が確認された。
3)マニピュレーション基本動作手法の確立:ナノマニピュレーションを実施するうえでの要素動作として、指定した任意の点を回転中心としてマニピュレータを回転させる動作、対象物体をマニピュレータでおさえつけて固定する動作、対象物を押す動作など、ロボットが作り出せ、それが人間との動作と協調することによって器用な作業を可能にする要素動作を探索し、蓄積した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Hatamura,and T.Hanamoto: "Development of A 3-Directional Stress Cell and Measurement of Stress Distribution on a Backho Backet" J.of Terramechanics. 29-1. 117-124 (1992)
• [文献書誌] 畑村 洋太郎: "マイクロマニピュレーションと現実感" 日本機械学会誌. 95-883. 493-497 (1992)
• [文献書誌] S.HIRAI,T.SATO,T.MATSUI: "Intelligent and Cooperative Control of Telerobot Tasks" IEEE Control Systems. 12-1. 51-56
• [文献書誌] M.Mitsuishi,S.Warisawa,Y.Hatamura,T.Nagao,and B.Kramer: "A User Friendly Manufacturing System for Hyper-Environment" Proc.IEEE Int.Conf.on Robotics and Automation. 25-31 (1992)
• [文献書誌] 坂根 茂幸,車 利治,小俣 透,佐藤 知正: "見え方の時系列変化を考慮した注視行動計画" 計測自動制御学会論文集. 28-9. 1111-1117 (1992)
• [文献書誌] 松下 俊夫,佐藤 知正,Tapio Heikkila: "ハンドアイシステムのための能動的な視覚計測の計画機能" 日本ロボット学会誌. 10-2. 235-243 (1992)
• [文献書誌] 畑村 洋太郎: "日刊工業新聞社" 続・実際の設計, 476 (1992)
• [文献書誌] N.P.スー 著,畑村 洋太郎 監訳: "朝倉書店" 設計の原理, 374 (1992)