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Research and Development of Self-Propelled Endoscope using Single Material for Key Device

关键器件单一材料自走式内窥镜的研发

基本信息

批准号：
20K20238
负责人：
鈴木順
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Sendai National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では単一の酸化亜鉛（ZnO）材料を用いて生体内の悪環境下でも能動的に移動できる自走型のカプセル内視鏡について研究開発すること，発光素子，受光素子を製作し，アクチュエータと同期させた撮像システムを構築することを目的とした．本研究での今年度の計画に対する研究実績について以下に示す．１．最適なアクチュエータの機構と材料パラメータの最適化（線虫型，バルーン型等）：　ZnOの基礎的な材料特性を把握した上で，膜の応力等の機械的特性，静電容量，電気特性を評価する評価サンプルを製作し，アクチュエータ，発光素子，受光素子に関するパラメータの抽出を行う．2022年度には消化管で停止可能なアクチュエータの機構についてバルーンを用いた2次試作品を作製し，胃腸モデルでの摩擦力の評価を行った．バルーン形状についてカプセル内視鏡モデル本体に1点で支持していたものを2点で支持することによりバルーン位置の安定化を図った．また，バルーンの内圧を検出する空気圧制御システムを構築した．２．画素サイズと画素数の最適化：　発光素子に関しては，ZnO薄膜発光ダイオードやナノワイヤーを用いて，その電圧の印加方法や発光強度等の測定手法について検討し特性評価する．受光素子については画素サイズを変えながら画素サイズと受光感度の関係を確認し，画素サイズを小さくしていく．最終的には，アクチュエータの動作角度と特性評価で得られた受光感度の情報を基に視野角や空間分解能を考慮した画素サイズや画素数についてパラメータを最適化する．また，画像処理方法に関してのシステム最適化を行う．2022年度はZnOプロセスの最適化について実施したが，ナノワイヤーの結晶成長に至らなかった．画像認識システムの最適化では腫瘍検出におけるアルゴリズムの検討を行い，YOLOv3を用いることで，既存のアルゴリズムよりも胃腸モデルの腫瘍検出精度を向上できた．

The purpose of this study is to conduct a study on the use of acidified carbon dioxide (ZnO) materials to study the movement of animals in the environment in vivo. The purpose of this study is to prepare for the study of this year's project. The following is the indication of the following. The most advanced equipment in the world is the most efficient material management system (worm type, virus type, etc.): the material properties of the ZnO base are based on the material properties. Membrane pressure and other mechanical properties, static capacity, electrical properties, mechanical properties, electrical properties, electrical properties, mechanical properties, mechanical properties, static capacity, electrical properties, mechanical properties, static capacity, electrical properties, mechanical properties, static capacity, static capacity, electrical properties, static capacity, static capacity, electrical properties, mechanical properties, static capacity, static capacity and electrical properties. In the stomach, there is friction in the stomach, the friction force, the shape, the shape, the internal body, the body, the body, the The number of primes in the picture is optimized: photon, photon, ZnO film, photon, and ZnO thin film. The optical intensity and other parameters are determined by the electronic printing method, and the properties are very sensitive to the photosensitivity. the photosensitivity test confirms that the photosensitivity is sensitive to light, and the most sensitive one. The characteristics of the action angle are sensitive to photosensitivity. the space decomposition of the angle of the camera can be used to determine the number of elements in the picture, the number of elements, the number of pixels, and the most The crystal of the picture grows to the height of the image. The portrait shows that the image is the most accurate, and the YOLOv3 is used. The accuracy of the image is improved.