1997 年度実績報告書

多数のマイクロマシンの集積化による生物型機械システム

研究課題

研究課題/領域番号	09450104
研究機関	東京大学
研究代表者	藤田博之東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90134642)
研究分担者	年吉洋東京大学, 生産技術研究所, 講師 (50282603)
キーワード	マイクロマシン / 集積回路技術 / マイクロマシニング / セルラ-オートマトン / 分散制御 / 遺伝的アルゴリズム / マイクロアクチュエータ
研究概要	生体においては免疫系から繊毛に至るまで単純な要素を多数用いることによって、全体として高次の機能を果たす例が多い。このような生物の仕組みに学び、本研究は環境に応じて動作するマイクロマシンを単位として、それを多数配列した分布型機械システムを構築することを目的として行った。単位になるマイクロマシン(セル)は、センサ、アクチュエータ、電子回路を一体集積化したものであるが、その製作法と分散協調制御法を研究した。研究対象には、マイクロアクチュエータのアレイを各セル内のセンサと回路で制御する、知能化した分散搬送システムを選んだ。多数のセルとそれらの間の結線を一括製作できるものとする。今年度は次の二点について、以下の結果を得た。 (1)搬送システムの一端に供給した種々の物体を認識して、望みの位置と方向に合わせる作業を例題として、所定の機能を個々のセルの動作の総合として発揮させるため必要なセルの論理構成と動作決定ルールを研究した。自分自身のセンサ及び近傍との通信で得た情報に基づいて自分の行動を決定するために、二次元セルラ-・オートマトン理論を拡張して用いた。このような二次元セルラ-・オートマトンの取り得る状態は極めて多く、いわゆる複雑系として取り扱う必要がある。複雑系の設計手法として最近注目されている遺伝的アルゴリズム(GA)を用い、搬送システムの数理シミュレータと組み合わせて行動決定のルールの最適化を行った。100世代程度の世代交代の後、位置決めと方向合わせが可能な解を得た。 (2)半導体プロセスによりアクチュエータとセンサを作ったチップと集積回路チップをハイブリッド集積化する技術を開発した。マイクロアクチュエータとセンサのチップの一端を雄型のコネクタ状に加工し、それを回路チップの上に開けた微細な穴に差し込んで、信号の伝達を行う構造を考案した。こうすると、回路の製造プロセスとマイクロマシンの製造プロセスを全く独立して行うことができるため、プロセス設計や歩留まりの点でも極めて有利である。回路を模擬したチップとマイクロセンサ・アクチュエータのチップを用い、この方法で電気的、機械的な接続が可能なことを示した。

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] S.Konishi, K.Matsushita, T.Goto, H.Fujita: "Three Dimensional Wire Array for Connection between Multi Layers" The Transactions of The Institute of Electrical Enginners of Japan. 117-E. 160 (1997)
[文献書誌] 藤田博之: "マイクロアクチュエータと分布型機械" 電気学会論文誌. 117-E,12. 824-827 (1997)
[文献書誌] H.Fujita: "MEMS Technology:MEMS Development in a Past Decade and its Future Prospects" The Transactions of The Institute of Electrical Enginners of Japan. 117-E,8. 401-406 (1997)
[文献書誌] I KOHLBECKER, H.FUJITA, R.ZURAWSKI:"Evolutionary Optimization of Distributed Part Handling Control" Proc.IEEE First Int′l.Conference on Intelligent Processing Systems(ICIPS′97). 1. 558-562 (1997)
[文献書誌] Y.MITA, S.KONISHI, H.FUJITA: "Two Dimensional Micro Conveyance Syste with Through Holes for Electrical and F luidic Interconnection" Proc.of 9th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators,. 1A3-02. (1997)
[文献書誌] 三田吉郎, 安宅学, Andreas KAISER, 藤田博之: "マイクロ搬送システムに適した分散的頂点検出による物体識別" 第10回 SICE 自律分散システム・シンポジウム. 339 (1998)

1997 年度 実績報告書

多数のマイクロマシンの集積化による生物型機械システム

研究代表者

藤田 博之 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90134642)

研究成果

[文献書誌] S.Konishi, K.Matsushita, T.Goto, H.Fujita: "Three Dimensional Wire Array for Connection between Multi Layers" The Transactions of The Institute of Electrical Enginners of Japan. 117-E. 160 (1997)

[文献書誌] 藤田博之: "マイクロアクチュエータと分布型機械" 電気学会論文誌. 117-E,12. 824-827 (1997)

[文献書誌] H.Fujita: "MEMS Technology:MEMS Development in a Past Decade and its Future Prospects" The Transactions of The Institute of Electrical Enginners of Japan. 117-E,8. 401-406 (1997)

[文献書誌] I KOHLBECKER, H.FUJITA, R.ZURAWSKI:"Evolutionary Optimization of Distributed Part Handling Control" Proc.IEEE First Int′l.Conference on Intelligent Processing Systems(ICIPS′97). 1. 558-562 (1997)

[文献書誌] Y.MITA, S.KONISHI, H.FUJITA: "Two Dimensional Micro Conveyance Syste with Through Holes for Electrical and F luidic Interconnection" Proc.of 9th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators,. 1A3-02. (1997)

[文献書誌] 三田 吉郎, 安宅 学, Andreas KAISER, 藤田博之: "マイクロ搬送システムに適した分散的頂点検出による物体識別" 第10回 SICE 自律分散システム・シンポジウム. 339 (1998)

1997 年度実績報告書

藤田博之東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90134642)

[文献書誌] 三田吉郎, 安宅学, Andreas KAISER, 藤田博之: "マイクロ搬送システムに適した分散的頂点検出による物体識別" 第10回 SICE 自律分散システム・シンポジウム. 339 (1998)