極薄のスキン圧力センサーで指がモノに触れたときの接触圧を計測

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敏感な指先に直接貼り付けても皮膚感覚に影響がないことを実証

2020-11-20 東京大学,科学技術振興機構

ポイント
  • 極薄のスキン圧力センサーを開発し、敏感な指先に直接貼り付けても皮膚感覚に影響を与えずに、指先がモノに触れたときの接触圧を測定することに成功した。
  • スキン圧力センサーは4層のナノファイバーで構成され、厚さは12マイクロメートルと極薄であるが、こすっても壊れない優れた機械的な耐久性を実現した。
  • 従来のゴム手袋タイプの圧力計測とは異なり、指先の感覚を損なわずに繊細な指先の接触圧を正確に計測できるため、今後、医師や職人の指技のデジタルアーカイブなどさまざまな応用が期待される。

東京大学 大学院工学系研究科の李 成薫 講師、横田 知之 准教授、染谷 隆夫 教授らを中心とした研究チームは、ミュンヘン工科大学のSae Franklin 博士、David W. Franklin 教授、Gordon Cheng 教授らと共同で、皮膚に直接貼り付けて使用する極薄のスキン圧力センサーを開発しました。このスキン圧力センサーを指先に装着することで、皮膚感覚に影響を与えずに、指がモノに触れたときの接触圧を正確に計測することに成功しました。皮膚感覚への影響の評価試験は、18名の被験者に対して実施し、スキン圧力センサーを指に貼り付けた場合と貼り付けていない場合で、モノを持ち上げたり保持したりするときの力に差が出ないことを確かめました。指先にセンサーを貼り付けても皮膚感覚に影響がでないことを実証したのは世界初です。さらに、スキン圧力センサーは、こすっても壊れない優れた機械耐久性を実現しています。100キロパスカルの力でセンサーの表面を300回こすっても、壊れることなく圧力センサーとしての性能を維持することを確かめました。今後、医師や職人の指先に張り付けて接触圧を計測することによって、職人技のような指先の繊細な作業をデジタルアーカイブするなどさまざまな応用が期待されます。

本研究成果は、2020年11月19日(米国時間)に米国科学誌「Science」に掲載されます。

本研究は、国立研究開発法人 科学技術振興機構(JST) 未来社会創造事業探索加速型(本格研究ACCEL型)(JPMJMI17F1)と日本学術振興会(JSPS) 科学研究費補助事業基盤研究(S)(17H06149)の支援を得て進められました。

詳しい資料は≫

<論文タイトル>
“Nanomesh pressure sensor for monitoring finger manipulation without sensory interference”
<お問い合わせ先>
<研究に関すること>

染谷 隆夫(ソメヤ タカオ)
東京大学 大学院工学系研究科 電気系工学専攻 教授

<JST事業に関すること>

寺下 大地(テラシタ ダイチ)
科学技術振興機構 戦略研究推進部

<報道担当>

東京大学 大学院工学系研究科 広報室
科学技術振興機構 広報課

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