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2013 年度 実績報告書

軟組織のトライボロジー

研究課題

研究課題/領域番号 23246046
研究機関立命館大学

研究代表者

平井 慎一  立命館大学, 理工学部, 教授 (90212167)

研究分担者 田中 弘美  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (10268154)
森川 茂廣  滋賀医科大学, 医学部, 教授 (60220042)
三谷 篤史  札幌市立大学, デザイン学部, 講師 (70388148)
井上 貴浩  岡山県立大学, 情報工学部, 准教授 (60453205)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードトライボロジー / 軟組織 / 変形 / ダイナミクス / 滑り / モデリング / 触覚 / 接触
研究概要

軟組織の接触に伴う変形と分布力の計測においては,導電性繊維センサを用いた滑りの計測に関する研究を進めるとともに,人指の内部構造を模したロボット指による触覚センシングを試みた.導電性繊維センサによる滑りの計測においては,パイルの高さや滑り速度が計測に与える影響を実験的に評価した.ロボット指による触覚センシングにおいては,柔軟指の内部に複数の加速度センサを埋め込み,様々なテクスチャー上を滑るときのセンサ信号を解析した.その結果,複数の木目の識別に成功した.
軟組織のマクロトライボロジーにおいては,有限要素法による非一様組織のモデリング手法を提案し,柔軟指先のモデリング,硝子体のモデリング,穿刺過程のモデリングに適用した.柔軟指先のモデリングでは,MR装置で撮像した指先のMR画像から指先の三次元モデルを構築し,そのモデルを用いて平面上を滑る柔軟指先の動的変形をシミュレーションした.硝子体のモデリングでは,硝子体内を運動するマイクロロボットに作用する力とCTで計測するマイクロロボットの運動から,硝子体の力学モデルを構築した.穿刺過程のモデリングにおいては,針と生体組織の間に局所制約を導入し,有限要素計算の高速化を図った.さらに,ビーム束モデルを発展させ,導電性繊維センサを用いた滑りの計測のモデリングを進めた.
軟組織のマイクロトライボロジーにおいては,非対称な摩擦を定式化する手法を提案した.非対称性な摩擦分布を導入し非対称な摩擦をマクロに表現する手法,表面形状にランダムな特性を導入し非対称な摩擦をミクロに表現する手法を提案した.また,異方性エッチングを用いてマイクロテクスチャーを製作する手法を確立した.

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Laparoscopic Surgery Simulator Using First Person View and Guidance Force2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Tagawa, Hiromi T. Tanaka, Yoshimasa Kurumi, Masaru Komori, Shigehiro Morikawa
    • 雑誌名

      Studies in Health Technology and Informatics, Medicine Meets Virtual Reality

      巻: Vol.184, 20 ページ: 431-435

    • DOI

      10.3233/978-1-61499-209-7-431

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flexible Fabric Sensor toward a Humanoid Robotic Skin: Fabrication, Characterization, and Perceptions2013

    • 著者名/発表者名
      Van Anh Ho, Masaaki Makikawa, and Shinichi Hirai
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: Vol.13, No.10 ページ: 4065-4080

    • DOI

      10.1109/JSEN.2013.2272336

    • 査読あり
  • [学会発表] Submillimeter Microparts Feeding Along With Asymmetric Surfaces Fabricated By Anisotropic Etching Process of Single-Crystal Silicon2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Mitani and Yasutaka Matsuo
    • 学会等名
      World Tribology Congress 2013
    • 発表場所
      Torino, Italy
    • 年月日
      2013-09-13
  • [学会発表] Investigation of the Bio-mimetic Fingertip's Ability to Discriminate Fabrics Based on Surface Textures2013

    • 著者名/発表者名
      Damith Suresh Chathuranga Katudampe Vithanage, Van Ho, and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2013 IEEE/ASME Int. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics
    • 発表場所
      Wollongong, Australia
    • 年月日
      2013-07-12
  • [学会発表] Improvement of Sawtooth Shape Generated By Anisotropic Etching Process of Single-Crystal Silicon For Microparts Feeding Using Horizontal and Symmetric Vibrations2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Mitani, Phuong Le, Yasutaka Matsuo, and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2013 IEEE/ASME Int. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics
    • 発表場所
      Wollongong, Australia
    • 年月日
      2013-07-11
  • [学会発表] Simulation Model for Sub-Millimeter Part Feeding on the Asymmetrical Saw-Tooth Surface with Air Drag2013

    • 著者名/発表者名
      Phuong Le, Thien Dinh, Atsushi Mitani, and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      2013 IEEE/ASME Int. Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics
    • 発表場所
      Wollongong, Australia
    • 年月日
      2013-07-10
  • [学会発表] Toward a Platform of Human-Like Fingertip Model in Hapti Environment for Studying Sliding Tactile Mechanism

    • 著者名/発表者名
      Van Anh Ho and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      Robotics: Science and Systems 2013
    • 発表場所
      Berlin, Germany
  • [学会発表] Viscoelastic Interaction between Intraocular Microrobots and Vitreous Humor: A Finite Element Approach

    • 著者名/発表者名
      Zhongkui Wang, Juho Pokki, Olgac Ergeneman, Bradley J. Nelson, and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      35th Annual Int. Conf. of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪府)
  • [学会発表] Study of biomechanical properties of vitreous humor by a finite element model

    • 著者名/発表者名
      Zhongkui Wang, Juho Pokki, Olgac Ergeneman, Bradley J. Nelson, and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      EUROMECH Colloquium 533 Biomechanics of the Eye
    • 発表場所
      Genoa, Italy
  • [学会発表] Adaptive and Embedded Deformation Model: An Approach to Haptic Interaction with Complex Inhomogeneous Elastic Objects

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Tagawa, Tatsuya Oishi, Hiromi T. Tanaka
    • 学会等名
      IEEE Int. Conf. on Haptics
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
  • [学会発表] A Bio-Mimetic Fingertip that can Detect Force and Vibration Modalities - Investigation of Bio-mimetic Fingertip's Ability to Discriminate Textures

    • 著者名/発表者名
      Damith Suresh Chathuranga Katudampe Vithanage and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス'13講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
  • [学会発表] 非対称表面を用いたマイクロパーツの対称振動輸送 - 振動振幅および表面形状が輸送速度に及ぼす影響の解析

    • 著者名/発表者名
      Phuong Hoai Le, Thien Xuan Dinh, Atsushi Mitani, and Shinichi Hirai
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス'13講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
  • [図書] Mechanics of Localized Slippage in Tactile Sensing2014

    • 著者名/発表者名
      Van Ho and Shinichi Hirai
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 軟組織のトライボロジー

    • URL

      http://www.ritsumei.ac.jp/se/~hirai/project/GASR2011-j.html

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公開日: 2015-05-28  

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