モアレ縞を用いた力可視化シールの開発

keywords.jpgモアレ縞,可視化,検査,目視,画像処理,遠隔計測 

高木 健 

TAKESHI TAKAKI

division.jpg工学研究院 電気電子システム数理部門 サイバネティクス講座

position.jpg准教授

研究概要

研究内容

容易に力情報を提示できれば,ロボットや器具の操作性の向上,プラントや機械に加わる過負荷による事故防止,土木・建築等の構造物の検査など,多くの分野で有益である.しかし,従来の力の情報を提示する方法では,力センサーのみならずアンプ,信号処理するためのパソコン,提示するためのモニターなどが必要となるため,容易かつ安価に導入することは難しい.そこで,本研究課題では力情報を取得したいところに貼るだけで,力の情報を数字にて提示できるシールを開発した.一般に力の計測には,力が加わることによって生じる微小な変位を計測しており,提案するシールはモアレ縞を用い視覚的に変位を拡大することにより力情報を提示するものである.

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

共同研究を行いたい企業は大きく分けて2種類ある.1つは本シールを応用して(使用して)頂ける企業である.もう1つは製造して頂ける企業である.また,共に開発のために人を捻出して頂ける企業が好ましい.
応用分野
計測,ロボット,機械,土木,建築,医療

本研究の特徴・優位性

目視できるひずみゲージを目指している.力情報を取得したいところに貼るだけで,力の情報を数字や縞模様にて提示できるシールを開発した.一般に力の計測には,力が加わることによって生じる微小変位(ひずみ)を計測しており,本シールはモアレ縞を用い視覚的に変位を拡大し力情報を提示するものである.ビデオカメラを用いて撮影し画像処理すれば,大きさ57×10㎜のシールにて,1μm以下の変位計測が可能である.

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特許出願2007-237316,特許公開2009-66163: 医療器具.特許出願2007-237324,特許公開2009-66700: ロボットハンド.特願2009-124730: 微小変位表示デバイス及びこれを用いた建造物の異常振動監視システム.・高木 健,大政 洋平,石井 抱: リモートセンシングのためのモアレ縞を用いた加速度可視化マーカ, 日本機械学会論文集(C編),Vol. 076,No. 770,pp. 2592-2597,2010. ・高木 健,大政 洋平,石井 抱,川原 知洋,住谷 大輔,吉田 誠,岡島 正純: 内視鏡外科用器具のためのモアレ縞を用いた力可視化メカニズム, 日本コンピュータ外科学会誌,Vol. 11,No. 4,pp. 447-456,2009. ・Takeshi Takaki, Youhei Omasa, Idaku Ishii, Tomohiro Kawahara, and Masazumi Okajima: Force Visualization Mechanism Using a Moire Fringe Applied to Endoscopic Surgical Instruments, Proc. of the 2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp. 3648-3653, 2010. ・高木 健,大政 洋平,石井 抱: ロボットグリッパのためのモアレ縞を用いた力可視化メカニズム Fiber Optic Plate によるヒステリシスの解消, 第26回日本ロボット学会学術講演会予稿集,1K3-07,2008.

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