次世代医用ロボット用ソフトアクチュエータ開発の基礎研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21500417
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 鈴鹿医療科学大学
• 研究代表者: 伊原 正 鈴鹿医療科学大学, 医用工学部, 教授 (70261039)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 人工筋肉 / アクチュエータ / センサ / 高分子電解質膜

研究概要

イオンポリマーメタル複合体は、ナフィオンなどの導電性高分子に白金・金などの貴金属を化学めっきした複合体で、センサとしてもアクチュエータとしても動作する。1-3 Vの電圧で大きな変位を発生し、任意形状に加工が可能で、無音で動作する、制御の容易な人工心筋のアクチュエータとして最適な材料である。イオンポリマーメタル複合体による人工舌プロトタイプモデルに次いで、人工筋肉駆動声帯プロトタイプモデルの開発に成功し、実現可能性の高い人工筋肉開発に前進がみられた。さらに、イオンポリマーメタル複合体をセンサとして用い、衣料に組み込んでヒトの動作を連続測定するスマートインタラクティブテキスタイルの開発に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Actuation of model phalanges by ion polymer metal compound (2013)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Ihara, Taro Nakamura, Kinji Asaka
  • 雑誌名: Advances in Science and Technology ページ: 69-74
• [雑誌論文] Measurement and Modeling of Electro-Chemical Properties of Ion Polymer Metal Composite by Complex Impedance Analysis (2009)
  • 著者名/発表者名: Taro Nakamura, Tadashi Ihara, Takashi Horiuchi, Toshiharu Mukai, Kinji Asaka
  • 雑誌名: SICE - Journal of Control, Measurement, and System Integration 巻: 2,6 ページ: 373-378
• [雑誌論文] Application of a Solid Polymer Electrolyte Membrane-Gold to an Active Graft (2004)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Ihara, Taro Nakamura, Yoshito Ikada, Kinji Asaka, Keisuke Oguro, Naoko Fujiwara
  • 雑誌名: Proceedings of the 2nd International Conference on Artificial Muscle
• [学会発表] IPMCを用いた関節運動用スマートテキスタイルの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村太郎, 伊原正, 安積欣志
  • 学会等名: 第14回計測自動制御学会(SICE)システムインテグレーション部門講演会論文集
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-12-20
• [学会発表] 高分子電解質膜IPMCを用いた人工声帯 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊原正, 中村太郎, 安積欣志
  • 学会等名: 第14回計測自動制御学会(SICE)システムインテグレーション部門講演会論文集
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-12-20
• [学会発表] Smart Textile Device using Ion Polymer Metal Compound (2013)
  • 著者名/発表者名: Taro Nakamura, Tadashi Ihara, Kinji Asaka
  • 学会等名: 35th Annual Internat. Conf. of the IEEE EMBS
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-07-04
• [学会発表] イオン導電性高分子アクチュエータを用いた舌運動模擬装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊原正, 中村太郎, 安積欣志, 向井利春
  • 学会等名: 第13回計測自動制御学会(SICE)システムインテグレーション部門講演会論文集
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2012-12-18
• [学会発表] IPMCを用いたスマートテキスタイル素子の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村太郎, 伊原正, 安積欣志, 向井利春
  • 学会等名: 第13回計測自動制御学会(SICE)システムインテグレーション部門講演会論文集
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 2012-12-18
• [学会発表] IPMCを用いた複数関節駆動型人工筋肉 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊原正, 中村太郎, 向井利春, 安積欣志
  • 学会等名: 第12回計測自動制御学会(SICE)システムインテグレーション部門講演会論文集
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-12-24
• [学会発表] IPMCを用いた人工管腔臓器の試作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村太郎, 伊原正, 向井利春, 安積欣志
  • 学会等名: 第12回計測自動制御学会(SICE)システムインテグレーション部門講演会論文集
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-12-24
• [学会発表] 顆粒球吸着療法5日間連続施行の安全性の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安江一修、山本隆行、伊原正
  • 学会等名: 第32回日本アフェレーシス学会学術大会抄録集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] IPMCセンサの起電力計測とセンシングメカニズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村太郎, 伊原正, 堀内孝, 向井利春, 安積欣志
  • 学会等名: 第11回計測自動制御学会(SICE)システムインテグレーション部門講演会論文集
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-12-23
• [学会発表] 関節駆動型IPMCアクチュエータ (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊原正, 中村太郎, 堀内孝, 向井利春, 安積欣志
  • 学会等名: 第11回計測自動制御学会(SICE)システムインテグレーション部門講演会論文集
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-12-23
• [学会発表] IPMCを用いた多関節ロボットセンサ (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村太郎, 伊原正, 堀内孝, 向井利春, 安積欣志
  • 学会等名: 第10回計測自動制御学会(SICE)システムインテグレーション部門講演会論文集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] IPMCを用いた疑似筋肉型アクチュエータ (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊原正, 中村太郎, 堀内孝, 向井利春, 安積欣志
  • 学会等名: 第10回計測自動制御学会(SICE)システムインテグレーション部門講演会論文集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-12-24
• [学会発表] Medical Application of IPMC Actuator and Sensor for artificial muscle (2009)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Ihara, Taro Nakamura, Takashi Horiuchi, Toshiharu Mukai, Kinji Asaka
  • 学会等名: 5th World Congress on Biomimetics, Artificial Muscles and Nano-Bio, 4th Conference on Articificial Muscle
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2009-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] A miniaturized cell stretching tool using Ionic Polymer Metal Composites actuator (2008)
  • 著者名/発表者名: Hitsumoto, Shin; Ihara, Tadashi; Morishima, Keisuke
  • 学会等名: Materials Research Society Symposium Proceedings
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2008-03-26
• [図書] 第3章第10節高分子電解質膜を用いた次世代医療用アクチュエータの開発,アクチュエータ研究開発の最前線(樋口俊郎, 大岡昌博) (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊原正, 中村太郎
  • 出版者: エヌ・ティー・エス,東京
• [図書] 高分子アクチュエータ/センサの医療応用,未来を動かすソフトアクチュエータ―高分子・生体材料を中心とした研究開発(長田義仁, 田口隆久(監修)) (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊原正
  • 出版者: エヌ・ティー・エス,東京
• [図書] ext Generation Medical Actuator Using Ion Polymer Metal Compound, Next-Generation Actuators Leading Breakthroughs(T.Higuchi, K.Suzumori, S.Tadokoro (Eds.)) (2010)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Ihara
  • 出版者: Springer, London
• [備考]
  • URL: http://yokota-www.pi.titech.ac.jp/index-A.html