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シリコン接触センサー

シーズコード S040000408
掲載日 2006年9月1日
研究者
  • 高尾 英邦
研究者所属機関
  • 豊橋技術科学大学 工学部
研究機関
  • 豊橋技術科学大学 工学部
技術名称 シリコン接触センサー
技術概要 本発明は、シリコン集積回路技術やマイクロマシニングを用いて機械的に変形可能な歪センサアレイチップを形成することで、接触対象の形状を信号処理によって2次元の像として得るものである。歪センサアレイチップの硬さを検出部全体に加える流体の圧力によって制御する構成とし、様々な外力の入力に対して適応できる構成となっている。また、本チップでは、集積化された温度センサの情報や歪センサの情報を時系列的に処理することで、対象に接触した時に感じる温度や対象の滑りやすさ等を知ることができる。よって、本技術は、シリコンチップ上に人間の指先等における触覚機能を一部実現させることで、指先の繊細な操作を求められる極めて高度な産業ロボットや医療器具、ならびに人間と直接触れ合う介護支援ロボットや対象物の遠隔操作など、様々な分野に適用することが可能である。
従来技術、競合技術の概要 シリコンを基材としない触覚センサでは、検知の分解能を高めるに従って配線数が膨大となり、得られる情報に制限がある。構造物として硬いシリコンチップ上に小型圧力センサ、圧電素子のアレイを形成する技術は、比較的高密度の圧力分布情報を得ることができる。しかし、対象の形状検出に用いる場合はチップ表面を弾性ゴム等で覆うなどする必要があり、分解能を高めることが難しい。
研究分野
  • 入出力装置
  • ロボットの運動・制御
  • ロボットの設計・製造・構造要素
  • 産業用ロボット
展開可能なシーズ (1)接触検知部を全体的に変形可能としたチップ上に、高密度に集積化された歪センサアレイとセンサ駆動・信号処理回路を有するシステム
(2)変形部分の剛性を、印加する流体圧力によって可変でき、同一の構造で様々な外力レンジに対応可能な接触センサ
(3)歪センサや温度センサの情報を時系列的に処理して、対象物の熱伝導性、表面摩擦係数等を検知する機能も集積可能な接触センサ
用途利用分野 人間の手先作業に変わる部分を受け持つ高度産業ロボット、医療器具等
人間と直接触れ合い、デリケートな操作を行う必要のある介護ロボット
遠隔対象物の触覚検知・操作を行うマニピュレータ、バーチャルリアリティー機器等
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立研究開発法人科学技術振興機構, . 高尾 英邦, 石田 誠, . シリコン触覚センサ装置. 特開2004-163166. 2004-06-10
  • G01L   5/00     

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