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ロボットの指先で触感を感じる遠隔触覚センシング技術を開発

韓国機械研、人間の触感認知原理を模倣···米一粒の重さも感知


人間が指先の触覚を神経シナプスを通じて脳で認知するように、ロボットの指先に装着して触覚を感知するセンシング技術が開発された。

韓国機械研究院(パク・チョンホン院長)は同研究院ナノ自然模写研究室(イム・ヒョンウイ室長)とDGISTのキム・チョルギ教授研究チームが「磁気シナプスが結合された遠隔触覚センシング技術」を開発したと12月21日に発表した。触感を感じる接触部分とセンサー部分を空圧チューブで連結して既存の電子センサーの作動が困難だった水中、高温の環境でも活用できるようにした。

研究チームは人間の指先から脳まで中枢神経系によって触感信号が伝達される原理を模倣した。ロボットの指先にシリコンで接触部を作り、センサーまで空圧チューブでつないで接触部に触覚信号が入力されると細い空圧チューブで伝達された圧力がセンサー部の磁石を動かし、この強さの変化を磁気抵抗センサーが感知して電気信号として出力するという原理。

この技術は接触部とセンサー部の間が物理的に離れている遠隔方式。接触部で直接センシングをしないため接触部に使用される柔軟素材の粘弾性(粘性と弾性を同時にもつ性質)と関係なく安定した測定結果を得られる。これは接触部に皮膚と類似した柔らかい素材を使っても、その性質とは関係なく正確な値を反復的に得ることができることを意味する。

研究チームは実験を通じて米一粒の重さ程度の0.03g水準の圧力変化まで感知できることを確認した。湿気や熱など外部環境の変化に弱かった電子センサー部分が接触部と分離されるため水中や高温などの環境でもセンサーの作動が可能になった。

ナノ自然模写研究室のイム・ヒョンウイ室長は「遠隔触覚センシング技術は既存の柔軟素材を利用した触覚センサーが抱えていた問題を解決できる技術。バイオニックアームやロボットに用いれば原子力発電所での事故現場や水中など既存の電子センサーの作動が困難な極限環境でも信頼度の高いデータを確保できる」と話している。

研究成果は国際学術誌『Scientific Reports』電子版に12月5日付で掲載された。




[2017-12-26]

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