| 研究課題/領域番号 |
18K11363
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| 研究機関 | 創価大学 |
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研究代表者 |
渡辺 一弘 創価大学, 理工学部, 教授 (40240478)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 光ファイバセンサ / 人工皮膚 / 知覚機能 / マルチモーダル / ヘテロコア |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ロボットの外部を覆う人工皮膚を対象として接触力、振動、慣性力、液体付着、 湿度に感受性をもたせるマルチモーダル感覚センサデバイスの構築と人工皮膚への実装法を開発する。
前年度に引き続き、本研究の主題であるマルチモーダル感覚センサデバイスの開発において取り組む各刺激 a.接触力&振動、b.慣性力、c.液体付着、d.湿度 に対するセンサの応答性、すなわち、検出範囲、空間分解能、時間応答性、液体付着・湿度刺激に対する不感受性について再評価を継続した。。このとき、構造体に実装したことによりセンサ動作を制限することが生じ、実装前と比べて刺激に対する応答が適当ではない場合が考えられるので、評価実験の結果に応じてセンサ筐体や埋め込み手順などを見直しながらセンサ実装法を再検討した。その結果、a.接触力・振動…前年度までで確立した方式でほぼ良好であることを確認した。b.慣性力…カンチレバー型の加速度センサにより300 Hz以下の周波数帯域で4.0×10-3 dB/G以上の感度で加速度を検出できることを確認した。c.d. 液体付着・湿度…前年度における課題であった、埋め込みによるセンサの検出性能の低下を改善するため、深さ1mm以下の溝にファイバを貼付し吸水速乾性の高いポリエステル繊維をフィルタとして覆うセンサ実装法を考案した。結果として、機械的接触によるファイバ及び感受性膜の損傷を軽減し、液体検知実験においてポリエステル繊維による90％近い回復時間の短縮が確認された。感受性膜の選定次第でSPRセンサによる湿度計測ができることは報告されているので、湿度検知でも同じセンサ実装法が適用できる。
これらの成果にもとづき、同一の構造体としての人工皮膚に実装するという、マルチモーダル感覚センサデバイスの実現性を目指すこととする。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
人工指へのセンサ実装法が確立した後、各刺激に対するセンサの応答性を検出範囲、空間分解能、時間応答性、他の刺激に対する不感受性に関して評価実験までがほぼ行えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究では、人工皮膚に接触力や振動、慣性力、湿度、液体の付着といった様々な刺激に対して感受性をもつ感覚センサデバイスを実現することにあり、最終的に実装した人工皮膚の形態が大事であるので、各センサの計測方式を統合した知覚情報処理システムを構築を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
設備備品費、消耗品費はほぼ予定通り執行した。
(使用計画) 令和元年度の経費に繰り越して有効利用する。
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