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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Origami electronics

Research Project

Project/Area Number 18H03868
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

岩瀬 英治  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70436559)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 尾上 弘晃  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (30548681)
舘 知宏  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (50586740)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords折り紙 / 切り紙 / フレキシブルデバイス / 機械的メタマテリアル
Outline of Annual Research Achievements

2020年度は、昨年度までの研究で得られた熱収縮性ポリマもしくは形状記憶性ポリマを利用したデバイス実装に関する知見、および曲面貼付や伸縮変形に有効な折り紙・切り紙形状に関する知見を活かし実用デバイスによる実証研究を行った。
折り紙構造の学理解明に関しては、舘グループが主体となり、ミウラ折りを拡張し両面で平面充填可能なExtruded miura-ori構造や、自己折りする剛体切り紙構造を見出した.
繰り返し伸縮可能な機構に対しては、岩瀬グループが主体となり、切り紙構造および形状記憶ポリマを利用した弾性ヒンジについて研究した。前者については、切り紙構造における両端構造を工夫することで、均一変形領域を増加させられることを明らかにした。切り紙基板上にLEDを実装したデバイスを製作し、均等にLEDが配置されたまま伸長できることを示した。後者については、自己折り畳み後も弾性変形が可能なヒンジを実現するために、熱溶融積層方式の3Dプリンタを用いた4Dプリンティングによる複合ヒンジ構造を実現した。
折り紙エレクトロニクスの応用デバイス検討では、尾上グループが主体となり、折り紙のヒンジ部にカーボンナノチューブを用いた歪センサを配置し、自己形状認識が可能なデバイス実現を示した.
統合的な曲面貼付が可能な折り構造のデバイス実証については、Extruded miura-ori上にLEDを実装したデバイスを作製し、伸縮電子デバイスとして利用可能であることを実証した。ヒンジ部に梁のねじり変形を利用することで、厚い電子基板を大曲率で自己折り畳みさせ、3000回以上の繰り返し変形耐性を持つことを確認した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] シンガポール工科デザイン大学(シンガポール)

    • Country Name
      SINGAPORE
    • Counterpart Institution
      シンガポール工科デザイン大学
  • [Journal Article] Design of a Kirigami Structure with a Large Uniform Deformation Region2021

    • Author(s)
      Taniyama Hiroki、Iwase Eiji
    • Journal Title

      Micromachines

      Volume: 12 Pages: 76~76

    • DOI

      10.3390/mi12010076

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hybrid hinge structure with elastic hinge on self-folding of 4D printing using a fused deposition modeling 3D printer2021

    • Author(s)
      Yamamura Shunsuke、Iwase Eiji
    • Journal Title

      Materials & Design

      Volume: 203 Pages: 109605~109605

    • DOI

      10.1016/j.matdes.2021.109605

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Shape-Recognizable Origami Sheet Device With Single Walled Carbon Nanotube Strain Sensor2021

    • Author(s)
      Mori Tomoki、Onoe Hiroaki
    • Journal Title

      Journal of Microelectromechanical Systems

      Volume: 30 Pages: 234~242

    • DOI

      10.1109/JMEMS.2020.3047774

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Kirigami Structure with a Large Uniform Deformation Region2021

    • Author(s)
      Hiroki Taniyama, Eiji Iwase
    • Organizer
      the 34th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Shape-Measurable Device based on Origami Structure with Single Walled Carbon Nanotube Strain Sensor2021

    • Author(s)
      Tomoki Mori, Hiroaki Onoe
    • Organizer
      the 34th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 駆動材料層の後付加による自己折り畳み手法の提案2020

    • Author(s)
      佐藤祐輔, 岩瀬英治
    • Organizer
      日本機械学会 第12回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [Presentation] 切り紙構造の伸張時における不均一変形領域の低減2020

    • Author(s)
      谷山広樹, 岩瀬英治
    • Organizer
      日本機械学会 第12回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [Presentation] 自己折りする剛体切り紙2020

    • Author(s)
      仙福孝太朗, 舘知宏
    • Organizer
      日本折紙学会 第29回折紙の科学・数学・教育研究集会
  • [Presentation] 立体化する切り紙構造の設計と展開動作に関する研究2020

    • Author(s)
      仙福孝太朗、舘知宏
    • Organizer
      第15回コロキウム構造形態の解析と創生
  • [Presentation] 4D Printing with Elastic Hinge Using Shape Memory Polymer and Elastomer via Fused Deposition Modeling 3D Printer2020

    • Author(s)
      Shunsuke Yamamura, Eiji Iwase
    • Organizer
      2020 MRS Virtual Spring/Fall Meeting & Exhibit
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Actomyosin-Collagen Hybrid Soft Actuator2020

    • Author(s)
      Kenjiro Kohno, Shusei Kawara, Yuichi Hiratsuka, Hiroaki Onoe
    • Organizer
      the 24th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (microTAS)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-12-27  

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