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研究内容


消化管内走行カプセル
ワイヤレス駆動型消化管内走行カプセル 3Dモデル(試作)

消化管内の検査を目的とした、消化管内走行カプセル(自走式カプセル内視鏡)の研究を行っています。カプセルは消化の動き(ぜん動運動)に依って管内を流れますが、消化管は非常に長く、検査に長い時間を要するため、カプセルに自走機構を持たせた自走式カプセルの研究を行っています。

自走機構はコイルの中に永久磁石を配置した構造となっています。コイルにパルス電圧をかけて振動磁界を発生させ、中の永久磁石を振動させます。この振動を制御することで、カプセルを前後に走行させることができます。

自走機構だけでなく、カメラやキャパシタ、ワイヤレス給電システムなどの構成部品も併せて研究を進めており、自走式カプセル内視鏡として完成させ、苦しくない消化管検査の実現を目指しています。

射出成形分野
マイクロニードルアレイ
   

           

マイクロニードルとはマイクロサイズ(1/1000mm)の針のことです。

この針は神経までとどかないので痛くなく、パッチにすれば誰にでも使える利点があります。このマイクロニードルを用いることで皮膚に微細孔を作り、ワクチンや分子量の大きい薬の経皮吸収を行います。

 従来のマイクロニードルの製造方法はMEMS技術を使用したものが主であるため、比較的高価になりやすく大量生産が難しい現状があります。そこで、私たちの研究室では、射出成形技術を用いてマイクロニードルを作製することにより、低価格及び大量生産を可能にします。また、ニードル形状についても複雑形状を提案することにより、新規的なマイクロニードルの作製にチャレンジしています。

 

 プロトタイプ作製及び評価を経て実用化を目指し、世の中に痛くない注射を広めるため日々研究に励んでいます。


本研究で作製したマイクロニードルアレイのプロトタイプ




MEMS分野
MEMSとは  MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)とは半導体製造プロセス等を利用して、シリコンやガラス基板などを加工してできた微小構造物のことをいいます。学内のCMS(Center for Microelectronic System)にあるクリーンルーム内にてフォトリソグラフィーやエッチングを行い作製を行っています。
 研究室ではマイクロ流路やSAWセンサなど様々なデバイスの研究を行っています。
マイクロ流路

 

本研究では、液を供給制御するための微小流路デバイスの開発を行っています。供給制御には、温度変化によって表面張力の大きさに違いが発生する熱毛細管現象の原理の利用や、流路表面の性質を変化させることで液体の流れを生みだしています。

微小流路は、内部容積の小ささや体積あたりの表面積の大きさなどの特長のため、微量な試料の輸送・分離・分析、微小空間での伝熱・化学反応の実施等、広い用途での利用が検討されており、将来的にパッチ型マイクロニードルや自走式カプセルの投薬システムへの適用を考えています







SAWセンサ

近年では、複数種のガスを同時に検知できるガスセンサの開発が求められている。本研究室では、MEMS技術を用いて、弾性表面波(Surface Acoustic Wave; SAW)を利用したガスセンサの作製を行っています。



         


マイクロロボット
相撲用マイクロロボット


     

毎年3月に精密工学会が主催する「国際マイクロメカニズムコンテスト」の相撲部門に参加し、入賞することを目的としたマイクロロボットの作製を行っています。学内・外からメンバーを募ってチームを組み、個性的なマイクロロボットを作製して大会に臨んでいます



・競技内容
 直径20cmの土俵で、マシン同士をぶつけ合い、相手を土俵外に押し出すか,ひっくり返すと勝ちとなる競技。制限時間は1分で,勝負がつかない場合は両者負け判定となるため、積極的に攻めることが必要です。
競技には有線部門と無線部門があり、サイズや重量は次のようになっている。
有線 サイズ:15×15×20mm以下  重量:20gf以下
無線 サイズ:20×20×30mm以下  重量:45gf以下

・競技のポイント
 直径20cmという小さな土俵内で、マシン同士が直接ぶつかり合うため、マシンのパワーと競技者の操縦技術が問われる。

このコンテストに入賞すべくロボットに赤外線センサーを取り付け、土俵際に接近した場合に自動で待避行動を行うロボット作製を行っています。