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2015 年度 実績報告書

多元的触情報の時間相関性に着目した超触覚センシングデバイス

研究課題

研究課題/領域番号 25289104
研究機関香川大学

研究代表者

高尾 英邦  香川大学, 工学部, 教授 (40314091)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード触覚センサ / MEMS / 集積化センサ / 半導体 / 人工皮膚
研究実績の概要

本研究では,半導体表面に高密度なセンサ回路構造,すなわち,神経回路網となる機能を高密度に集積した後,MEMS技術で半導体シリコンを柔軟に変形可能な構造として,指先の皮膚に近い機能と柔軟性を両立させる我々独自のアプローチ方法に基づきながら,指先が持つ高度な検知能を備えた人工皮膚型触覚センサの実現を目指して研究を行ってきた。触感の定量化にむけて,人間の皮膚感覚による対象物表面の評価を模倣し,様々な物理量から各因子を抽出して総合的に評価することを目指して研究を実施した。半導体集積回路技術とMEMS技術の融合により,人間の指先が有する様々な触覚・触感に関する検知能を備えた人工皮膚型触覚センサを実現し,その応用展開に向けたデバイス技術開発と触感の定量化にむけたアルゴリズム探索とシステム化,ならびに,新しい触覚技術を核とした新しい応用の展開にむけた開拓的研究を行った。
本デバイスの優位性を十分活かせると期待される応用分野と連携しつつ,各応用に必要な要求をそれぞれに満たした触覚・触感イメージセンサを開発し,要求される触感定量化の性能を実証するシステムを形成した。
具体的成果として,先進医療分野の内視鏡手術で用いられる臓器硬さセンサの開発に成功している。これは人間の肌や血管などの硬さを調べる上でも,日常生活に近い様々な応用分野を開拓できる可能性を秘めている。また,手触り感を定量化して計測することが可能な横型触覚デバイスは,三段階に及ぶデバイスの開発と改良を繰り返すことによって,固い対象物から紙,布地など幅広い物性を持つものの表面特性を数値として取得することができた。これらのデバイスは日用品から日常の健康管理まで様々な応用が期待される新しい分野を開拓可能である。
以上より,本研究では多元的触情報の時間相関性を取得する触覚デバイスを実現することで,各種素材を明確に判別できる手法を実証した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A MEMS Hardness Sensor with Reduced Contact Force Dependence Using the Reference Plane Concept Aimed to Medical Applications2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Maeda, K. Terao, F. Simokawa, H. Takao
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 ページ: 04EF11-1, 6

    • DOI

      http://doi.org/10.7567/JJAP.55.04EF11

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] High Resolution Silicon MEMS Tactile Sensors for Measurement of Fingertip Sensation2016

    • 著者名/発表者名
      H. Takao
    • 学会等名
      IEEE IMFEDK2016
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-06-23 – 2016-06-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reduction of Contact Force Dependence on the MEMS Hardness Sensor Using Reference Plane to Detect Human Body Hardness2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Maeda, K. Terao, T. Suzuki, F. Shimokawa, and H. Takao
    • 学会等名
      The 28th IEEE Sensors Conference 2015
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2015-11-01 – 2015-11-04
    • 国際学会
  • [学会発表] A Pressure/Temperature Sensor Embedded in an Endoscopy Hood for Intraluminal Monitoring During Flexible Endoscopic Operation2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Maeda, K. Maeda, H. Kobara, H. Mori, H. Takao
    • 学会等名
      The 28th IEEE Sensors Conference 2015
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2015-11-01 – 2015-11-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and Characteristics of a MEMS Human Body Hardness Sensor Aimed to Diagnosis of Lesion Size2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Maeda, K. Terao, F. Shimokawa and H. Takao
    • 学会等名
      Solid-State Devices and Materials 2015
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2015-09-26 – 2015-09-30
    • 国際学会
  • [学会発表] A New Extraction Method of Information for Quantification of the Sense of Touch Using a Novel Two-axis Tactile Sensor2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kozai, K. Terao, T. Suzuki, F. Shimokawa, and H. Takao
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems 2015
    • 発表場所
      Anchorage, USA
    • 年月日
      2015-06-21 – 2015-06-25
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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