| 研究概要 |
本研究は現在までに開発されている硬い「トライボセンサ」を発展させ,人間の指や掌のような柔らかいインテリジェントトライボセンサの開発を試みたものである。本センサの開発にあたり,はじめに柔軟材であるゴムやスポンジ-ゴムなどの表面及び内部に複数の圧電フィルムを埋め込んだセンサモデルにつき大型計算機を用いてFEM解析し,センサ表面に加わる荷重に対し圧電フィルム層の歪み・応力分布を求めた。結果より,センサ母材の硬さは計測する対象物の硬さよりやや高めに選べるとセンサの出力が大きく得られることが分かり,これに基づき高分子圧電フィルムをゴムやスポンジ-ゴムなどの柔らかい機能性材料と組み合わせて柔軟触覚センサを製作した。さらに,人間の指紋の役割を考慮し,ゴム突起物やガ-ゼ,ダイヤモンド砥石などで構成されたシートを保護膜の役割も兼ねてをセンサの表面に積み重ね,センサの出力感度と安定性の向上を図った。次に対象物として紙類や布,人間の皮膚などに対して試作したセンサを動かして計測を行い,本センサの有効性を確認した。センサの出力電圧信号に含まれる対象面の性質に関する情報を抽出するため,定性的な評価方法としてSDP(Symmetric Dot Pattern)法によるイメージ図示法と,ウェブレットやFFT解析法による量的な評価法を導入した。最後に,本研究で開発センサを改良し,前立腺肥大症や前立腺癌の診断用触診プローブへ応用し,本センサの実用化を図った。
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