ハプティックインターフェイスを指向した生体用接触圧力及びせん断力センサの新規構築

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平成22年度は最終年度であり,前年度までの研究成果を踏まえ,次の研究項目を実施することにより,生体用せん断応力・接触圧力分布センサのプロトタイプの構築なる本研究の目的を達成した。1.基本構造単位の3次元集積化微細加工技術を用い,せん断応力センサの基本構造単位を面内に5×3個アレイ状に集積することにより,せん断応力センサの2次元化を行った。これによりせん断応力の分布計測を可能にした。また,基本構造単位におけるせん断応力検出の電極パターンの改良を行い,感受性の向上を図るとともに,これまで困難であったせん断応力作用方向の検出を可能にした。さらに従来の接触圧力測定のためのセンサ構造も同時に集積することにより,接触圧力分布の測定機能を付加した高機能化を行った。これにより,厚さ方向の集積化を行うことなしに接触圧力分布とせん断応力分布の同時測定に成功した。2.複合負荷試験に基づいた特性評価前年度製作したせん断力試験装置に対し,垂直力の高精度な制御が行えるように改良を行い,試作した集積化センサのせん断応力-電気抵抗特性とそれらの感度均一性に関する特性評価を行った。また,接触圧力作用下での測定値におけるせん断応力と接触圧力との分離性についても評価を行い,これらを各々的確にかっ同時に測定可能であることを確認した。3.集積化センサの生休への応用集積化したセンサを健常者の膝蓋腱部に接着し,その上から骨折固定に用いる下腿装具を装着した状態で歩行を行い,歩行中の装具内接触圧力とせん断応力の分布測定に初めて成功し,生体のせん断応力・接触圧力分布を同時測定可能なセンサのプロトタイプ構築を達成した。