2019 Fiscal Year Annual Research Report
In vivo sound source using dielectric elastomer actuator to mount endoscope
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17K18858
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
細矢 直基 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40344957)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 真吾 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (40424808)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 誘電エラストマーアクチュエータ / スピーカ / 高速応答性 / 音響放射特性 / 点音源 / 指向性 / 3次元構造体 / 振動制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
所望の音響放射パターン（指向性）に単一デバイスで制御できる，直径数mmの大きさの誘電エラストマーアクチュエータ (Dielectric Elastomer Actuator: DEA) を音源デバイスとして，内視鏡に実装し，生体組織を内部から点または面で加振できれば，生体組織の可視化における時空間分解能が向上し，病変の早期発見に大きく寄与することから，MREのような検査技術を革新的に発展させることができる．本研究では，生体組織を内部から非接触非破壊で加振するための音源デバイスとして，一体成形された自由曲面DEAを実現することで，所望の音響放射パターンに単一デバイスで制御する．
平成30年度までに，DEAの最適柔軟電極の生成方法，風船型球面DEAを実現した．また，応用関連研究としてDEAを用いた変形可能なモーターを実現した．
令和元（平成31）年度は，(1)DEAの高速駆動と柔軟電極形状との関係を明らかにした．DEA駆動時のDEA柔軟電極部の応力分布を偏光高速度カメラで撮影することで可視化した．直径20 mmの円形電極の場合，円形電極の外縁部から中心部までの応力の伝播速度は，およそ0.1 m/sであり，極めて遅いことがわかった．また，(2)DEAを球面から凹面（自由曲面）とすることで，音響放射特性を制御できること明らかにした．さらに，(3)DEAと機械構造物との締結特性，(4)高分子複合材料の動特性同定，(5)DEAの数kHz程度の周波数帯域における制御性能評価とアクティブ制振への応用について検討した．
応用関連研究としては，(6)物体射出による疑似非接触加振法，(7)レーザーモーメント加振による周波数応答関数推定，(8)DEAの食品の品質評価への応用についても検討した．
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Research Products
(21 results)
