仮想現実感を用いたマクロ世界からナノ世界へのテレマニピュレーションに関する研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10450164
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 橋本 秀紀 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (30183908)
• 研究分担者: 原島 文雄 東京都立科学技術大学, 学長 (60013116)
• キーワード: ナノ粒子 / 電子間力顕微鏡 / トライボロジー / テレオペレーション / 仮想現実感 / ハプティックインターフェース

研究概要

生物学、遺伝子工学、物質工学、半導体産業などの分野では、マイクロ/ナノスケールの大きさの超微粒子のハンドリングが急務となっている。しかし、マイクロ世界、ナノ世界およびマクロ世界との間には、支配的な物理法則が異なるなどの大きなバリアが存在している。本研究の目的は、サイズが0.1から100nmの範囲にある、ナノメータスケールの大きさを持つ超微粒子の自由自在なマニピュレーションにある。
このために主に以下のような技術を用いる。
(1) マスク・スレーブデバイスを組み合わせた遠隔制御(テレコントロール)技術
(2) 原子間力顕微鏡(AFM)を用いた超微粒子のマニピュレーション技術
(3) ハプティンクデバイスを用いた操作者に対する仮想現実感生成技術
(4) AFMによって得られた画像を3次元画像表示する可視化技術
平成10年度の実績は主に以下のようにまとめられる。
(1) マクロ世界とナノ・マイクロ世界のスケールの違いを考慮にいれた遠隔制御システムの基礎の構築
(2) AFMのプローブによるスティックの繰り返しによるマイクロメータスケールの大きさを持つ微粒子の移動
(3) 1軸方向(試料表面に対し垂直方向)の力覚フィードバックを可能とするマスクデバイスによる力覚の呈示
(4) AFMによる試料表面の走査から得られたトポロジーをCG技術によって3次元画像として表示

研究成果

• [文献書誌] M.Sitti, H.Hashimoto, et.al: "Trends on Mechatronics for Micro/Nano Telemanipulation: Survey and Requirements" Proc.volume of the 9th IFAC Symp.1. 235-240 (1998)
• [文献書誌] M.Sitti, H.Hashimoto, et.al: "Nano Tele-Manipulation Using Virtual Reality Interface" Proc.of IEEE Int.Symp.on Industrial Electronics. 171-176 (1998)
• [文献書誌] M.Sitti, H.Hashimoto, et.al: "Macro to Nano Tele-Manipulation Through Nanoelectromechanical Systems" Proc.of Conf.of IEEE Industrial Electronics Society. 1. 98-103 (1998)
• [文献書誌] S.Horiguchi, H.Hashimoto: "VR User Interface for Teleoperated Nanometer Scale Object Manipulation" Proc.of IEEE Int.Workshop on Robot and Human Communication. 1. 142-147 (1998)
• [文献書誌] M.Sitti, H.Hashimoto, et.al: "Tele-Nanorobotics Using Atomic Force Microscope" Proc.of IEEE/RSJ Int.Conf.on Intelligent Robots and Systems. 3. 1739-1746 (1998)
• [文献書誌] M.Sitti, H.Hashimoto, et.al: "2-D Positioning of the Micro/Nano Particles at the Interface of Micro and Nano Worlds" 2nd France-Japan Workshop from Nano to Macroscale science and Technology through Microsystems. 90 (1998)