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ETRI、4千回曲げても性能がそのままのゴム型圧力センサーを開発

既存のセンサーに比べて10倍以上敏感...伸縮性に優れ義手義足などへの活用に期待


韓国の研究チームが障害者の義手や義足、ロボットに貼り付けられるゴムの形態の圧力センサーを開発した。このセンサーは人間の神経組織のような役割を果たし感覚を感知するのに役立つ見通し。

大徳所在のETRI(韓国電子通信研究院)は4000回曲げたり伸ばしたりしても高い再現性をもち既存のセンサーに比べて10倍以上敏感で、ゴム型の圧力と変形性を備えた複合センサーを開発したと10月18日に発表した。

2018年初頭にグラフェン複合素材をもとにした織物型のセンサーを開発した同研究チームは今回機能をアップグレードしてゴム型センサーを開発した。人間の皮膚に用いるために固さを感じたり異物感を感じないエコフレックスというゴムタイプの材質を使用した。この素材は弾性にすぐれ人体に無害。

研究チームはグラフェンがスポンジのように手で押してから離すなど長さや面積が変化すると抵抗に変化が起きることを知り、二硫化モリブデン(MoS₂)を用いて平面シートを作ったのち柔軟な高分子であるエコフレックスを結合してゴム型センサーを製造した。すぐれた電気伝導度をもちつつ低い圧力変化と高い敏感度をもつ。

ゴム型センサーは義手や義足、ロボットに使用でき、病院のリハビリ治療にも役立つ見通し。リハビリ治療の程度も精確に定量分析が可能とみられる。患者が腕を上げるリハビリの過程で皮膚にセンサーを貼り付けて測定すれば腕の上がる度合いによる抵抗の変化を容易に観測できる。

自動車のシートに貼れば運転者の習慣も把握できる。長時間の運転時に現れる特有の疾病、筋骨格系の疾患の原因も分かる。研究チームは2〜3年内の商用化も可能であると予想している。ゴム型センサーは安価で4000回以上の圧力変化を反復する間、一定の抵抗を維持しセンサーの性能も低下しなかった。

ETRI新素子研究グループのチェ・チュンギ博士は「本センサーは皮膚に貼り付けて身体の動きや姿勢、血圧、心臓の拍動数などをリアルタイムで感知することも可能。機械の固い手足ではなく人間の皮膚のような柔軟な生体環境を提供、医療リハビリの分野で活用できるはず」と話している。

研究成果は米国化学会のナノ分野の国際学術誌『AMI』電子版に9月27日付で掲載された。






[2018-10-23]

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