形状自在な水素吸蔵合金ペーパーを用いたソフトアクチュエータの探索融合研究

本研究では、人と環境に優しい力生成の機能性素材として水素吸蔵合金を活用し、伝統的な製紙技法と先端的な水素バリア技術などを探索的にミックスし、日常の生活環境に溶け込むQOL（Quality of Life）テクノロジーのための形状自在・軽量ソフトアクチュエータ（薄型・高出力モーションデバイス）の研究開発に取り組んでいる。さらに、「福祉・医療」×「ものづくり」の現場連携に立脚した研究プラットフォームを構築し、「マテリアル科学」×「ヒューマンインタフェース」の萌芽的な融合研究を展開している。本年度は、初年度であることから、ソフトアクチュエータの力生成の心臓部である水素吸蔵合金ペーパーの各種調査および合金容器の基礎設計に関連した熱解析シミュレーションなどを行った。その結果、合金の応答特性に容器材料が与える影響は比較的小さく、熱源と合金容器の接触面積を拡張することによる力生成の応答に対する優位性が示された。また、形状自在・軽量・薄型なソフトアクチュエータの福祉応用として期待されるガード型点字ディスプレイの設計指針を得るための基礎研究として、点字の触察動作における手指の力学的挙動と知覚特性を人間工学実験により調べた。その結果、触読時の点字に対する示指の接触力の方向と大きさは斜め下方に約１Nであることがわかった。また、点字の高さと読みやすさの関係には個人差があることも示された。その他では、しなやかな伸縮駆動を実現するためのフレキシブル素材などに関する検討も進めた。

本研究では、人と環境に優しい力生成の機能性素材として水素吸蔵合金を活用し、伝統的な製紙技法と先端的な水素バリア技術などを探索的にミックスし、日常の生活環境に溶け込むQOL（Quality of Life）テクノロジーのための形状自在・軽量ソフトアクチュエータ（薄型・高出力モーションデバイス）の研究開発に取り組んでいる。さらに、「福祉・医療」×「ものづくり」の現場連携に立脚した研究プラットフォームを構築し、「マテリアル科学」×「ヒューマンインタフェース」の萌芽的な融合研究を展開している。本年度は、初年度であることから、ソフトアクチュエータの力生成の心臓部である水素吸蔵合金ペーパーの各種調査および合金容器の基礎設計に関連した熱解析シミュレーションなどを行った。その結果、合金の応答特性に容器材料が与える影響は比較的小さく、熱源と合金容器の接触面積を拡張することによる力生成の応答に対する優位性が示された。また、形状自在・軽量・薄型なソフトアクチュエータの福祉応用として期待されるガード型点字ディスプレイの設計指針を得るための基礎研究として、点字の触察動作における手指の力学的挙動と知覚特性を人間工学実験により調べた。その結果、触読時の点字に対する示指の接触力の方向と大きさは斜め下方に約１Nであることがわかった。また、点字の高さと読みやすさの関係には個人差があることも示された。その他では、しなやかな伸縮駆動を実現するためのフレキシブル素材などに関する検討も進めた。