低侵襲手術用の多機能PVDFベース触覚センサー

本論文では、PVDF（ポリフッ化ビニリデン）を用いた多機能触覚センサーシステムを提案、設計、分析、テスト、検証しました。センサーの動作原理は、ほとんどすべてのエンドエフェクターと組み合わせて使用できるようになっています。しかし、このセンサーは特に低侵襲手術（MIS）ツールと統合されるように設計されています。さらに、構造材料と変換材料は、マイクロエレクトロメカニカルシステム（MEMS）技術と互換性を持つように選択されているため、ミニチュア化が可能です。センサーの波形は、安全な組織把持を保証し、MISツールの従来の歯状エンドエフェクターとの互換性を持ちます。このセンサーのユニットは、ベース、柔軟なビーム、および3つのPVDFセンサー素子で構成されています。端部にサンドイッチされた2つのPVDFセンサー素子は厚さモードで動作し、適用負荷の大きさと位置を測定します。3つ目のPVDFセンサー素子はビームに取り付けられ、伸長モードで動作して接触物体の柔らかさを測定します。提案されたセンサーは、分析的および数値的にモデル化され、点荷重、分布荷重、および接触物体の柔らかさを測定するセンサー特性を推定するために一連のシミュレーションが実施されました。さらに、理論的な結果を検証するために、プロトタイプセンサーがテストされ、結果が比較されました。結果は非常に有望であり、触覚センシングにおけるセンサーの能力を証明しています。