(応用研究として同じ国リハ研究所内の義肢装具研究部や福祉機器開発部の協力を得て行っています。)

目的

 義足ソケットの内部や車椅子の座面に挿入することが可能な薄くて小型のシート型せん断力センサの開発を行っています。

これまでの成果

 センサデバイス自身が研究室内で新規に開発されたもので、液体電解質を用いた独自の原理・構造に基づき動作します(図1)。これまでに厚みが0.7mmのものを開発しており(ヘッド部の最小直径は6.5mm)、センサを駆動しパソコン上にデータを取り込むための携帯型測定システムも開発済みです(図2)。さらに独自の補償法により、温度センサを内蔵せずに温度変動の抑制に成功している他、圧力の影響もほぼ受けません。センサヘッドからコネクタまでのフラットケーブルも長く延ばすことが可能なので、センサを義足の内側面等に組み込むことが容易になります。

 センサと測定装置は既に複数の共同研究者に配布しており、それぞれ応用研究成果が出つつあります。

センサの動作原理

図1 センサの動作原理



せん断力センサと測定システムの写真

図2 せん断力センサ(左)と測定システム(右)の写真

関連資料・論文

  1. 外山滋、障害者への応用を目指したシート型せん断力センサの開発、電気学会研究会資料、CHS-17-32, BMS-17-59, 9-14 (2017).
  2. S. Toyama, Y. Tanaka, S. Shirogane, T. Nakamura, T. Umino, R. Uehara, T. Okamoto, H. Igarashi, Development of Wearable Sheet-Type Shear Force Sensor and Measurement System that is Insusceptible to Temperature and Pressure, Sensors, 17(8), 1752 (2017).
  3. 外山滋、測定装置、特願2017-128010
  4. S. Toyama, Y. Tanaka, Y. Ishikawa, K. Hara, Simple Fabrication Method to Produce Flexible Electrode Capable of Soldering, Sensors and Materials, 28, 279-288 (2016).
  5. 外山滋、田中靖紘、白銀暁、海野暁央、五十嵐洋、「シート型せん断力センサの開発と褥瘡発生警告システム構築への試み」、電気学会研究会資料、CHS-15-9, pp. 37-40 (2015).
  6. 海野暁央、五十嵐洋、田中靖紘、外山滋、「シート型剪断力センサおよび測定システムの開発」、電気学会研究会資料、CHS-14-18, pp. 15-18 (2014).
  7. S. Toyama, S. Utsumi, T. Nakamura, T. Noguchi, Y. Yoshida, A Novel Thin Shear-Stress Sensor Using Electrolyte as a Conductive Element, Sensor Letters, 11, 442 (2013).
  8. 田中靖紘、海野暁央、五十嵐洋、中村隆、外山滋、「電気化学を用いたシート型剪断力センサの開発:電極設計の指針化のためのコンピュータシミュレーション」、電気学会研究会資料、フィジカルセンサ研究会 pp. 49-53 (2013).
  9. 野口晃正、吉田泰彦、外山滋、「電解質型ずれ応力センサの開発」、電気学会研究会資料、CHS-10-020, pp. 27-31 (2010).