撫でても超高感度で触覚を感じる非常に柔軟性のある従来にない人工皮膚の開発研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560281
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 福島大学
• 研究代表者: 島田 邦雄 福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (80251883)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: センサー / 機能性流体 / 流体工学 / 機械要素 / 複合材料・物性

研究概要

本申請者が開発した磁気混合流体（MCF）を柔らかいゴムに混ぜて磁場下で硬化させることにより，実用性を見据えて，0.1N以下の超高感度で人間の皮膚に近い柔らかくて伸縮性のあるMCFゴムを開発した．また，指紋を施し，平行や垂直力がMCFゴムに作用したときの触覚について調べ，また，ツルツル感やザラザラ感を感受する触覚センサを開発した．そして，触覚センサの電気特性について実験的及び理論的に明らかにし，また，応用展開例についても実験的に示した．

研究成果

• [雑誌論文] 機能性流体による垂直力だけでなくせん断力も感知できる超高感度触覚MCFゴムのロボットにおけるセンサーへの適用―突き,回転,肘曲げの場合― (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄,熊谷亜未,早坂隆史
  • 雑誌名: 日本実験力学会誌 巻: Vol.12,No.4 ページ: 322-331
  • 査読あり
• [雑誌論文] 機能性流体による垂直力だけでなくせん断力も感知できる超高感度触覚MCFゴムのロボットにおけるセンサーへの適用―歩行と腕立て伏せの場合― (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄,熊谷亜未,早坂隆史
  • 雑誌名: 日本実験力学会誌 巻: Vol.12,No.4 ページ: 315-322
  • 査読あり
• [雑誌論文] 機能性流体による垂直力だけでなくせん断力も感知できる超高感度触覚MCFゴムセンサのずり触覚に及ぼす指紋の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄,大塚俊幸,早坂隆史
  • 雑誌名: 日本実験力学会誌 巻: Vol.12,No.4 ページ: 308-314
  • 査読あり
• [雑誌論文] 機能性流体による垂直力だけでなくせん断力も感知できる超高感度触覚MCFゴム内部の材料力学的トライボロジー的特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄,熊谷亜未,早坂隆史
  • 雑誌名: 日本実験力学会誌 巻: Vol.12,No.4 ページ: 302-307
  • 査読あり
• [雑誌論文] 機能性流体による垂直力だけでなくせん断力も感知できる超高感度触覚MCFゴムの応用展開の可能性についての検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄,早坂隆史
  • 雑誌名: 日本実験力学会誌 巻: Vol.12,No.4 ページ: 295-301
  • 査読あり
• [雑誌論文] 機能性流体による垂直力だけでなくせん断力も感知できる超高感度触覚MCFゴムにおける原理と特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄,早坂隆史
  • 雑誌名: 日本実験力学会誌 巻: Vol.12,No.4 ページ: 288-294
  • 査読あり
• [雑誌論文] 伝熱下の導電特性に対する量子力学的考察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 雑誌名: 日本AEM学会誌 巻: Vol.19,No.2 ページ: 414-423
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum mechanical investigation of the electric and thermal characteristics of magnetic compound fluid as a semiconductor on metal combined with rubber (2011)
  • 著者名/発表者名: Kunio SHIMADA
  • 雑誌名: ISRN Nanotechnology 巻: vol.2011, Article ID 259543 ページ: 12
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁性と導電性を有するMCF(磁気混合流体)ゴムセンサにおける
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
• [学会発表] MCFゴムとその応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 磁性流体連合講演会講演論文集
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 20131115-16
• [学会発表] MCF(磁気混合流体)の特性と応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 磁性流体連合講演会講演論文集
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 20131115-16
• [学会発表] MCFゴムの導電性のメカニズムに関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20130908-11
• [学会発表] MCFゴムにおける柔軟性とその応用としての免震ゴムに関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 2013年度日本実験力学会年次講演会講演論文集
  • 発表場所: 由利本荘
  • 年月日: 20130820-22
• [学会発表] MCFゴムにおける固体と液体の電気特性の相違 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 2013年度日本実験力学会年次講演会講演論文集
  • 発表場所: 由利本荘
  • 年月日: 20130820-22
• [学会発表] MCFゴムセンサで点字をなぞる技術に関する実験的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 2013年度日本実験力学会年次講演会講演論文集
  • 発表場所: 由利本荘
  • 年月日: 20130820-22
• [学会発表] 指型MCFゴムセンサの大きな凸型表面を撫でた時の特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 2013年度日本実験力学会年次講演会講演論文集
  • 発表場所: 由利本荘
  • 年月日: 20130820-22
• [学会発表] MCFを利用した液体導線の試み (2013)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄,酌井徹也
  • 学会等名: 第25回電磁力関連のダイナミックスシンポジウム講演論文集
  • 発表場所: 箱根
  • 年月日: 20130515-17
• [学会発表] MCFゴムを用いた多電極型点字センサに関する実験的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 第22回MAGDAコンファレンスin宮崎講演論文集
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 温度変化のある床上で動作するロボットに搭載したMCF触覚ゴムセンサーの特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄,熊谷亜未
  • 学会等名: 第21回MAGDAコンファレンス講演論文集
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20121121-22
• [学会発表] 歩行時のロボットに搭載したMCF触覚ゴムセンサに及ぼす温度の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄,熊谷亜未
  • 学会等名: 日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20121117-18
• [学会発表] 新MCF触覚ゴムの撫でた時のセンシングにおける力学的領域の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20120909-12
• [学会発表] MCFゴムと触覚センサー (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20120909-12
• [学会発表] 磁気混合流体(MCF)の特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20120909-12
• [学会発表] MCF触覚ゴム内部の材料力学的トライボロジー的特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 日本実験力学会2012年度年次大会講演会講演論文集
  • 発表場所: 豊橋
  • 年月日: 20120714-15
• [学会発表] MCFゴムのロボットにおけるセンサーへの適用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 日本実験力学会2012年度年次大会講演会講演論文集
  • 発表場所: 豊橋
  • 年月日: 20120714-15
• [学会発表] MCF触覚ゴムセンサのずり触覚に対する指紋の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 日本実験力学会2012年度年次大会講演会講演論文集
  • 発表場所: 豊橋
  • 年月日: 20120714-15
• [学会発表] MCFゴム触覚センサーによる工業的応用展開と特性の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄,早坂隆史
  • 学会等名: 第24回電磁力関連のダイナミックスシンポジウム講演論文集
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 20120516-18
• [学会発表] 磁気応答機能性流体からなるMCFゴムの応用展開の可能性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄,早坂隆史
  • 学会等名: 第24回電磁力関連のダイナミックスシンポジウム講演論文集
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 20120516-18
• [学会発表] MCF触覚ゴムセンサーのロボットへの応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄,熊谷亜未
  • 学会等名: 第61回理論応用力学講演会講演論文集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20120307-09
• [学会発表] MCFゴムの進展 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 磁気混合流体応用講演会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2012-06-14
• [学会発表] 触覚センシングを有するMCFゴムの導電特性におけるトンネルダイオード効果についての量子力学による理論的解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 学会等名: 日本実験力学会2011年度年次大会講演会講演論文集
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 20110830-0901
• [学会発表] 指紋付き超高感度触覚ゴムにおけるザラザラ感・ツルツル感を感知する触覚技術の開発研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄,早坂隆史
  • 学会等名: 日本実験力学会2011年度年次大会講演会講演論文集
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 20110830-0901
• [図書] MCF導電性触覚ゴムの開発と応用,未来材料 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 総ページ数: 65-67
  • 出版者: エヌティエス出版
• [図書] 磁気混合流体,よくわかる実験技術・学術用語,第2版 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田邦雄
  • 総ページ数: 90-91
  • 出版者: 日本実験力学会出版
• [産業財産権] 触覚センサ (2011)
  • 発明者名: 島田邦雄
  • 権利者名: 福島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-102583
  • 出願年月日: 2011-04-27
  • 外国
• [産業財産権] 触覚センサ用ゴム及び触覚センサ (2010)
  • 発明者名: 島田邦雄
  • 権利者名: 福島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2011-245792
  • 出願年月日: 2010-11-09
  • 外国