機能性有機材料による局所領域の圧力と温度のソフトセンシング

本研究は、人間の手を模倣したロボットハンドを、エキスパートシステムを駆使してリモート制御することを目的に行っている。18年度は人工筋肉の開発を目標に、イオン交換膜によるソフトアクチュエータの形状、駆動電圧によるソフトアクチュエータの動作状況をパーソナルコンピュータによりシミュレーションする技術の確立を行った。(1)安価で容易なソフトアクチュエータの作成方法の確立ナフィオンとして知られるイオン交換膜の両面に金属電極をメッキして得られる複合膜(IPMC)を用いて、ソフトアクチュエータを作成した。電極の無電解メッキはアクチュエータの特性を大きく左右するので、その安定した動作を確保するために、改良を加え技術の確立を行った。具体的には、まず、白金の無電解メッキを下地として、更に、金の無電解メッキにより、比較的低コストで作成可能で、さらに、より機能性が高いIPMCソフトアクチュエータの作成に作成した。ナフィオンは高価な機能性フイルムであり、また、電極材料も高価な貴金属であるので、簡易で高性能なIPMC作成技術の確立は、ソフトアクチュエータの発展に大きく寄与するものである。(2)ソフトアクチュエータの動作特性ソフトアクチュエータは、材料自体が電圧刺激によって変形するこれまで存在しなかった、動力駆動素子である。従って、その運動形態については、実際にアクチュエータを作成して動作形態を確認することが主流であった。また、その動作特性は、アクチュエータの形状、電極の位置、電圧の大きさ、電流波形など多くのパラメータがあり、実験的に調べるには時間と材料を多く使い、効率的ではない。本研究では、COMSOLのパッケージソフトを使って、IMPCソフトアクチュエータの運動形態をシミュレートすることを試みた。その結果、作成した資料の動作形態とシミュレーションがパラメータを選定すれば、首尾よく再現できることが判った。(3)この研究期間中に、本学生命体工学研究科とスリランカ、ペラデニア大学工学部および理化学研究科との交流協定締結し、今後、教育研究に亘って協力できるようになった。(4)これらの成果については、原著論文(4)編国際会議発表(8)件を発表した。

本研究は、人間の手を模倣したロボットハンドを、エキスパートシステムを駆使してリモート制御することを目的に行っている。18年度は人工筋肉の開発を目標に、イオン交換膜によるソフトアクチュエータの形状、駆動電圧によるソフトアクチュエータの動作状況をパーソナルコンピュータによりシミュレーションする技術の確立を行った。(1)安価で容易なソフトアクチュエータの作成方法の確立ナフィオンとして知られるイオン交換膜の両面に金属電極をメッキして得られる複合膜(IPMC)を用いて、ソフトアクチュエータを作成した。電極の無電解メッキはアクチュエータの特性を大きく左右するので、その安定した動作を確保するために、改良を加え技術の確立を行った。具体的には、まず、白金の無電解メッキを下地として、更に、金の無電解メッキにより、比較的低コストで作成可能で、さらに、より機能性が高いIPMCソフトアクチュエータの作成に作成した。ナフィオンは高価な機能性フイルムであり、また、電極材料も高価な貴金属であるので、簡易で高性能なIPMC作成技術の確立は、ソフトアクチュエータの発展に大きく寄与するものである。(2)ソフトアクチュエータの動作特性ソフトアクチュエータは、材料自体が電圧刺激によって変形するこれまで存在しなかった、動力駆動素子である。従って、その運動形態については、実際にアクチュエータを作成して動作形態を確認することが主流であった。また、その動作特性は、アクチュエータの形状、電極の位置、電圧の大きさ、電流波形など多くのパラメータがあり、実験的に調べるには時間と材料を多く使い、効率的ではない。本研究では、COMSOLのパッケージソフトを使って、IMPCソフトアクチュエータの運動形態をシミュレートすることを試みた。その結果、作成した資料の動作形態とシミュレーションがパラメータを選定すれば、首尾よく再現できることが判った。(3)この研究期間中に、本学生命体工学研究科とスリランカ、ペラデニア大学工学部および理化学研究科との交流協定締結し、今後、教育研究に亘って協力できるようになった。(4)これらの成果については、原著論文(4)編国際会議発表(8)件を発表した。