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2009 年度 実績報告書

ハプティックインターフェイスを指向した生体用接触圧力及びせん断力センサの新規構築

研究課題

研究課題/領域番号 21650146
研究機関弘前大学

研究代表者

笹川 和彦  弘前大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50250676)

キーワード接触圧力 / センサ / ハプティックインターフェイス / せん断力
研究概要

本年度は初年度であり,次の研究項目を実施した。
1.センサ基本構造の創製
これまで申請者らが開発に成功している高空間分解能の生体接触圧力センサは,感圧導電塗料を塗布した櫛目状電極を対向かつ直交させた構造となっている。これまでの導電塗料よりも高感度で柔軟性に富む感圧材料として,ポリピロールなどを主材料とした導電性高分子材料を用いてセンサの作製を行った。ホイートストンブリッジ回路を参考にして,せん断応力による出力に対する垂直応力の影響を排除し,上下電極間の面内方向変位を測定できる機構を創製した。フォトリソグラフィー技術により専用の銅箔電極のパターン形状の微細加工を行い,さらにポリピロール感圧導電層との積層化構造を新たに試作することにより,1測定点におけるせん断応力測定のためのセンサ基本構造の実現に成功した。
2.せん断力負荷試験に基づいた特性評価
試作したセンサ基本構造に対し,せん断応力負荷試験を実現するため,ロードセルとリニアアクチュエータを用いた試験装置を製作した。装置には,せん断力を制御するだけでなく垂直力も負荷できる機構を備えた。同試験装置を用いて,センサ基本構造のせん断応力-電気抵抗特性(感度)の評価を行った。垂直応力の大小によらず作用させたせん断応力に対応する出力を再現性よく得ることができた。また,垂直応力すなわち接触圧力とせん断応力を独立に負荷除荷する実験を行い,1つのセンサ基本構造によって,接触圧力とせん断応力各々の変化を同時に測定可能であることを示した。これらによりセンサ基本構造の有用性を確認した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2010 2009

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] 生体内の接触圧力およびせん断応力の同時測定センサの開発2010

    • 著者名/発表者名
      笹川和彦, 横山紘太郎, 時吉康太
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第45期総会・講演会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2010-03-12
  • [学会発表] 内視鏡視下手術への使用が可能な生体用接触圧力分布測定システムの開発2010

    • 著者名/発表者名
      笹川和彦, 大里泰彦, 横山紘太郎, 石川諒
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第45期総会・講演会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2010-03-12
  • [学会発表] 導電性高分子膜を用いた接触圧力分布センサの開発2010

    • 著者名/発表者名
      時吉康太, 横山紘太郎, 大里泰彦, 笹川和彦
    • 学会等名
      日本機械学会東北学生会第40回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      秋田大学(秋田市)
    • 年月日
      2010-03-05
  • [学会発表] 内視鏡に格納可能な生体用接触圧力センサの開発2010

    • 著者名/発表者名
      石川諒, 横山紘太郎, 大里泰彦, 笹川和彦
    • 学会等名
      日本機械学会東北学生会第40回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      秋田大学(秋田市)
    • 年月日
      2010-03-05
  • [学会発表] 脛骨粗面外側偏位が内側膝蓋大腿靭帯再建術後の膝蓋大腿関節接触圧に及ぼす影響2009

    • 著者名/発表者名
      津田英一, 石橋恭之, 山本祐司, 塚田晴彦, 佐々木規博, 藤哲, 笹川和彦
    • 学会等名
      第36回日本臨床バイオメカニクス学会
    • 発表場所
      ひめぎんホール(松山市)
    • 年月日
      2009-10-17

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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