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KAIST、音や圧力の変化を認識する電子皮膚を開発

崇実大と共同で···生体診断、医療や災害救助などに活用


音と圧力の変化を認識できる電子皮膚が開発された。将来は電子皮膚をもつソフトロボットが触覚フィードバックにより患者の健康状態を知らせたり、人間よりも精巧に手術を行うことなどが可能になる見込み。

未来創造科学省(チェ・ヤンヒ長官)はKAISTのチョン・ヒテ教授チームと崇実大学校のキム・ドファン教授チームが共同研究により哺乳類の皮膚を構成する触覚細胞が外部からの圧力を感知する原理を参考にして人間の皮膚を凌駕する電子皮膚を開発したと4月4日に発表した。

最近、人間親和型のウェアラブル電子機器と知能型ロボット技術の発展にともない周辺環境をリアルタイムで認知し、フィードバック情報を正確に提供する技術の重要性が高まっている。しかし人間の皮膚が数キロパスカル(kPa)からメガパスカル(MPa)の圧力を認知するのとは違い既存の電子皮膚は1kPa未満の特定の圧力範囲でのみ敏感に反応するという限界があった。

このため人間の皮膚のように広い範囲の圧力の認知と感知信頼性、敏感度をもつ電子皮膚の製造技術に関する研究が要求されていた。研究チームは哺乳類の皮膚を構成する触覚細胞と、外部からの圧力を感知する原理を具現した「粘-流弾性(弾性と粘性を同時にもつ構造体内に流体が粘性をもって流れる性質)」を利用して血圧、一般のタッチ、多様な物体の荷重等を感知する超高感度、超低電力、高伸縮性の電子皮膚を開発した。

研究チームは化学的にハードブロックとソフトブロックを構成する熱可塑性(熱を加えた際に溶けて温度が下がると固体の状態に戻る性質)のポリウレタン高分子を設計し、イオン性液体と混合して高透明、粘-流弾性高分子薄膜を製造した。そして、これをもとにマイクロレベルのパターン構造が導入されたパッチ型圧電電気容量方式の電気二重層素子を製造した。

キム・ドファン教授は「既存の電子皮膚技術の限界を克服できる新たな素材設計の方法を提示した。生体診断、治療や手術用のソフトロボットなど保健医療分野、災害、救助、防衛産業などの産業分野に応用できるものと期待される」と話している。

研究成果は材料科学分野の国際学術誌『Advanced Materials』30号に掲載された。







[2017-04-06]

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