触感取得に効果的な人工指の構造およびポリモーダル皮膚センサの配置の解明

阐明人造手指的结构以及可有效获取触觉的多模态皮肤传感器的放置

• 批准号: 18K04072
• 负责人: 湯治 準一郎
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: National Institute of Technology, Kumamoto College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K04072/
• 关键词: 触覚センサ; サーミスタ; 温度; 変位; 静電容量; ポリモーダル受容器; 人工皮膚感覚; 皮膚センサ; 人工指

本研究は，接触動作を伴う触感の取得に適した人工指の構造，人工皮膚の材料や形状，信号処理を含むポリモーダル皮膚センサの配置や密度を明らかにすることを目的とする．温度センサとして用いられているサーミスタ素子の周囲に水分領域を設けたものを，力や温度の皮膚刺激に応答するポリモーダル皮膚センサと定義し，これを人工皮膚材料に埋め込む方式で製作する．本研究では，市販されている超薄型NTC型サーミスタ素子（10.0 kΩ@25 °C，B 定数3435K）と電極が直接液体媒質に触れるように先端をむき出しに加工し，液体媒質として水で満たしたシリコンチューブ内に挿入したものをポリモーダル受容器の拡大モデル（皮膚センサ）とみなしている．サーミスタ素子を静電容量Cと抵抗Rの並列等価回路で表し，それらを取得することで皮膚センサの変位量とその場所の温度を推定する．令和３年度は，人工指内部への組込みを想定し，市販のC/VコンバータからPICマイコンの充電時間計測ユニット（Charge Time Measurement Unit）機能を用いた静電容量および並列抵抗を同時に取得する手法を検討した．測定対象の静電容量や抵抗の大きさに応じて外付けの基準抵抗および基準コンデンサを適切に選定することで，複数サーミスタ素子の静電容量および抵抗を同時に取得できることを実験によって確認した．令和４年度は，実際に使用するサーミスタの抵抗変化の範囲に応じて正確かつ安定に測定するための充電時間，外付けの基準抵抗や基準コンデンサの条件を調べるとともに，８個の皮膚センサ信号を同時に取得するための基盤化を行った．更にマイコンから静電容量Cと抵抗RをPCへ転送し，これらを可視化することにより，変化の様子を確認するアプリケーションを開発した．

In this study, the structure of the artificial finger and the material and shape of the artificial skin were adapted to the contact movement and tactile sensation. Signal processing and processing Temperature is used for the skin of the skin Stimulating the answer to the definition of the skin and the artificial skin material, the production method of the artificial skin material. In this study, the commercially available ultra-thin NTC type されている されている サーミスタsomoko (10.0 kΩ@25 °C, B Fixed number 3435K) and the electrode is directly connected to the liquid medium, the tip is exposed, the liquid medium is water, and the liquid medium is water.したシリコンチューブ内にINSERT したものをポリモーダの拡大モデル（SKIN センサ）とみなしている．サーミスタ素子をElectrostatic capacity C and resistance RのParallel equal weight circuit tableで,それらすることでSKINセンサの変quantityとそのplaceのtemperatureをESTIMATIONする. In the 3rd year of Reiwa, the artificial finger internal group is determined, and the commercial C/V コンバータからPICマイコンのCharge Time Measurement ユニット (Charge Time Measurement) Unit) Function: Use the static capacitance to resist in parallel and obtain at the same time. Measurement of the object's electrostatic capacitance and resistanceことで, plural サーミスタ元子のstatic capacity およびresistant をsimultaneously obtained できることを実験によってconfirmed した. In the 4th year of Reiwa 4th year, use the するサーミスタの resist the change of the model 囲に応じて the correct かつ stable に measure the charging time of the するための, pay outside The basic resistance is the basic condition of the basic resistance, and the eight skin signals are obtained at the same time. More electrostatic capacitance Cとresistance RをPCへ転sendし,これらをvisualizationすることにより,剉化の様子をconfirmationするアプリケーションを开発した．

项目成果

サーミスタによるポリモーダル型触覚素子の提案 ―温度と変位の同時センシング―

使用热敏电阻的多模态触觉元件的提案 - 同时感测温度和位移 -

• 发表时间: 2020
• 作者: Norimitsu Sakagami;Keita Hirayama;Ryo Taba;Shota Kobashigawa;Seita Arashiro Fumiaki Takemura and Satoru Takahashi;三鴨道弘，橋本雅文，藤田和弘，柴田剛志，横井 暁，石井 抱，岡 嶐一，三浦康之，広田 修，福井真二，三島 直，佐藤和人，秋田時彦，岩切宗利，堂前幸康，井上俊明，伊藤誠悟，ほか45名;西村文暁，河合俊和，岩本憲泰，西川敦，西澤祐吏，中村達雄;湯治 準一郎
• 通讯作者: 湯治 準一郎

PICマイコンの充電時間計測ユニットを用いたRC同時測定手法

使用 PIC 单片机充电时间测量单元的同时 RC 测量方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Harada Takashi;Kunishige Yuta;昌武新，河合俊和，西澤祐吏，西川敦，中村達雄;松尾光泰，松井 耀平，橋本 雅文，高橋 和彦;室 翔太郎,松井 耀平,橋本 雅文,高橋 和彦;河合俊和;瀧澤 敦史，原田 孝;阿部 翔太，余田 侑仁，橋本 雅文，高橋 和彦;広里 光樹，原田 孝;河合俊和;右谷圭寿，湯治準一郎
• 通讯作者: 右谷圭寿，湯治準一郎

Simultaneous Sensing Method of Temperature and Displacement for Multimodal Tactile Sensor

多模态触觉传感器温度和位移同时传感方法

• 发表时间: 2019
• 作者: Norimitsu Sakagami;Keita Hirayama;Ryo Taba;Shota Kobashigawa;Seita Arashiro Fumiaki Takemura and Satoru Takahashi;三鴨道弘，橋本雅文，藤田和弘，柴田剛志，横井 暁，石井 抱，岡 嶐一，三浦康之，広田 修，福井真二，三島 直，佐藤和人，秋田時彦，岩切宗利，堂前幸康，井上俊明，伊藤誠悟，ほか45名;西村文暁，河合俊和，岩本憲泰，西川敦，西澤祐吏，中村達雄;湯治 準一郎;槌原 怜生，原田 孝;武村史朗，坂上憲光;昌武新，河合俊和，西川敦，西澤祐吏，中村達雄;Jun-ichiro Yuji
• 通讯作者: Jun-ichiro Yuji

触覚センサおよび触覚センシング方法

触觉传感器及触觉传感方法

• 发表时间: 2019