音響放射圧を用いた表面硬さ分布のリアルタイム遠隔計測とその応用

声辐射压实时远程测量表面硬度分布及其应用

• 批准号: 13J09627
• 负责人: 藤原 正浩
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J09627/
• 关键词: 非接触計測; 超音波計測; 弾性計測; 筋収縮計測; 超音波フェーズドアレイ; 音響放射圧; 非線形音響工学; フェーズドアレイ; 触角センシング

前年度までに行なった提案手法の高速化・高精度化を受け、本年度はまず、表面硬さ分布計測の空間分解能を定量化した。表面硬さ分布計測の空間分解能は計測対象の物性によるが、対象を局所的には滑らかな線形弾性体に限れば、ヤング率やポアソン比によらず 1mm 以下の空間分解能が得られることを明らかにした。皮膚上の2点に与えた機械的刺激が別々の刺激であると識別できる最小の距離を二点弁別閾と言うが、この値は指先で3mm程度であると言われている。したがって、本手法により指先程度の分解能で表面硬さ分布を測定できると言える。また複数の変位分布測定法について、変位分布測定時間時間の下限を求めた。一般曲面形状の物体においては、各点において変位前後の高さを測定する方法が最も汎用性が高く、また光学走査などにより変位測定のオーバーヘッドを最小化することで計測時間の短縮を図れることを示した。これらにより、集束超音波の音響放射圧を用いた遠隔表面硬さ分布計測法を確立した。さらに派生手法として従来の静的な硬さのみでなく、本装置を用いて動的な機械周波数応答を含む、広義の硬さを計測する手法を考察した。機械的周波数応答は粘性や慣性の情報を含み、これらから機械的共振点を抽出することも可能になる。このことから、従来は物体表面の硬さ情報のみが取得されていたが、内部の物性情報も取得できる可能性がある。本研究では、音響放射圧を Swept-Sine 波形により広帯域変調して変位応答を測定することによって、機械的振幅周波数応答を取得できることを確認した。

In the past year, the proposed method has been accelerated and the accuracy has been improved. In this year, the spatial resolution energy of surface hardness distribution measurement has been quantified. The spatial resolution energy of the surface hardness distribution measurement is limited to the linear property of the measured object, and the spatial resolution energy of the measured object is limited to the linear property of the measured object. 2 points on the skin and mechanical stimulation This method is used to determine the surface hardness distribution of the surface. To determine the lower limit of the time for determining the multiple position distribution The method of measuring the height of the object before and after the change of the shape of the general surface is the most versatile one, and the method of measuring the height of the object before and after the change of the shape of the general surface is the most versatile one. The measurement method of acoustic radiation pressure of cluster ultrasound was established by measuring the hardness distribution of distant surfaces. This paper discusses the method of calculating the mechanical cycle number and the mechanical cycle number in the use of this device. The number of cycles of a machine can be determined by the information on viscosity and inertia. The probability of obtaining hard information on the surface of an object and obtaining physical information on the inside of an object is high. In this study, the amplitude and frequency of the acoustic emission waveform were determined.

项目成果

集束超音波と変位測定の同軸化による非接触表面硬さ分布計測の高精度化

通过同轴测量聚焦超声和位移测量提高非接触表面硬度分布测量精度

• 发表时间: 2013
• 作者: 藤原 正浩;篠田 裕之
• 通讯作者: 篠田 裕之

Coaxial Noncontact Surface Compliance Distribution Measurement for Muscle Contraction Sensing

用于肌肉收缩传感的同轴非接触式表面顺应性分布测量

• 发表时间: 2014
• 期刊: Proc. IEEE Haptics Symposium 2014
• 作者: 鳥居秋彦;杉浦貴行;奥富正敏;Masahiro Fujiwara and Hiroyuki Shinoda
• 通讯作者: Masahiro Fujiwara and Hiroyuki Shinoda

東京大学 篠田牧野研究室ホームページ

东京大学筱田牧野实验室主页

Adding Texture to Aerial Images Using Ultrasounds

使用超声波向航拍图像添加纹理

• 发表时间: 2014
• 作者: Yasuaki Monnai;Keisuke Hasegawa;Masahiro Fujiwara;Kazuma Yoshino;Seki Inoue;and Hiroyuki Shinoda
• 通讯作者: and Hiroyuki Shinoda

超音波による表面硬さの遠隔計測

使用超声波远程测量表面硬度