Development of artificial skin structure with tactile enhancement mechanism

开发具有触觉增强机制的人造皮肤结构

基本信息

批准号：
22K14227
负责人：
安藤潤人
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

新たな触覚増強機能を持つ構造体の作製に成功した．以前から提案されている剣山型の構造体では凸形状の面ひずみに関しては強く反応し，ヒトやセンサ素子に関して触覚情報を増強させる効果があった．しかしながら，凹み形状の面ひずみに関しては反応が弱く，検出が困難であった．柔軟構造体が表面形状に沿うことで変形し，その変形が皮膚やセンサ素子に伝搬している．この伝搬された変形が柔軟構造体の介在なしで触れたときの変形より大きくなることで触覚増強が生じている．触覚増強効果が弱いということは表面形状に沿っていないことが考えられる．そこで凹み形状でも沿うような柔軟構造体を開発した．新たな構造体はコイル構造を横に並べた構造である．この構造は凹みでも沿うことができ変形を伝搬させることができる．従来の提案されている触覚増強の機能を持った柔軟構造体と比べて凹みの感度が強い．しかし，凸に対する感度が弱くなってしまった．この要因は現状では未解明であり，今後の課題である．今回の成果によって凸面、凹み面のそれぞれに対する触覚増強の現象を確認することができるようになった．その典型的な形状である凹凸形状に対する触覚増強の現象を観測し、分析することで触覚増強メカニズムの理論構築に役立つ．さらに凹凸の両方に対応した触覚増強機能を持った柔軟構造体の設計に役立つ．今後は触覚増強に寄与する設計パラメータの分析及び、新たな触覚増強機能を持った柔軟構造体の開発を目指す．

我们成功地生产了具有新的触觉增加功能的结构。很长一段时间以来提出的Kenzan型结构对凸形表面应变有很强的反应，并且具有增强对人类和传感器元素的触摸信息的作用。然而，凹痕形状的表面应变的反应很弱，很难检测到它。柔性结构因表面形状而变形，并将变形传播到皮肤和传感器元件上。通过增加这种变形而没有柔性结构时的变形，通过增加这种透射变形来增强触觉感觉。弱触觉增加效果可能与表面形状不符。因此，我们开发了一种柔性结构，该结构与凹痕形状一起。新结构是线圈结构侧面布置的结构。这种结构可以与凹痕一起繁殖。凹痕的敏感性比具有先前提出的触觉增加功能的柔性结构的敏感性要强。然而，对凸的敏感性已经削弱。该因素目前已被拆除，是未来的问题。通过此结果，可以证实凸面和凹痕表面上的触觉感觉现象。观察和分析触觉感觉现象为典型形状的典型形状，可以帮助建立触觉增加机制的理论。此外，设计具有触觉增加功能的柔性结构，这两者都支持不平衡是有用的。将来，我们旨在分析有助于增强触觉的设计参数，并通过新的触觉增加功能开发灵活的结构。