音響導波路を用いた柔らかな分布型触覚センサ・ディスプレイの解析モデル確立
【研究キーワード】
弾性管 / 音響特性 / 分布型 / フレキシブルセンサ / 圧力センサ / 柔らかいセンサ / 音響導波路 / 圧力分布 / 空中超音波 / 広帯域 / 加圧分布 / 触覚 / 柔らかい / 高周波音響デバイス / 等価回路 / 圧電 / 超音波振動子 / 分布 / 二次元センサ / ゴム / 解析モデル
【研究成果の概要】
医療や介護分野において、指と同等以上の空間分解能を持ち、かつ、人肌のように柔らかい触覚センサ技術の需要が高まっている。本研究では、スピーカ、マイクロホン、ゴム管を用いた音の導波路といった簡易構成によって、連続的に力の分布を検出できる柔らかい触覚センサについて検討した。本研究課題においては、任意位置における変形時の周波数特性T(f)を音響モデルとし、変位特性、減衰特性、空間分解能を明らかにした。また、曲げによる振動モード・位相との関係、管の形状に対する変位特性および減衰特性との関係を明らかにした。さらに、空中において1 MHzまでの高周波で駆動する圧電振動子を製作し、評価実験を行なった。
【研究の社会的意義】
本技術は、医療・介護用ロボットの触覚センサや曲げセンサ、介護用ベッドや椅子の押圧分布センサ、義手や義足と人体との接続部分の圧力分布を計測する技術、自動車や加工機械等の安全安心のための挟み検知センサとして応用が可能である。また、広帯域化や高出力化が可能な圧電音響デバイスを、独自に製作可能であることから、新規音響デバイス分野への展開が期待できる。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 石河 睦生 | 桐蔭横浜大学 | 医用工学部 | 講師 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)