アクチュエータの新材料、駆動制御、最新応用技術

第1部 アクチュエータの種類、そのメカニズム

(2017年6月26日 10:00〜11:10)

　アクチュエータは、「縁の下の力持ち」的なデバイスとして、生活や産業等、至る所で活躍している。自家用車では1台に100以上のモータが搭載される。一家庭にあるモータ数は文化レベルのバロメータとも言われる。 　本講では、代表的なアクチュエータとそのメカニズムを紹介する。

1. アクチュエータとは
2. 電磁アクチュエータ
3. 油圧アクチュエータ
4. 空圧アクチュエータ
5. 圧電アクチュエータ
6. SMAアクチュエータ
7. 静電アクチュエータ
8. 高分子アクチュエータ
9. その他のアクチュエータ
10. まとめ
• 質疑応答

第2部 ナノカーボン高分子アクチュエータへのカーボンナノホーンの利用

(2017年6月26日 13:20〜14:50)

　本講演では、ナノカーボン材の一つであるカーボンナノホーンの構造と特徴およびカーボンナノホーンを高分子アクチュエータの電極材に用いたナノカーボン高分子アクチュエータの特性と今後の展望について紹介する。

1. はじめに
   1. 電気活性高分子アクチュエータについて
   2. 電気活性高分子の市場
2. ナノカーボン高分子アクチュエータについて
   1. 構成と製法
   2. 評価法
   3. 特性改善
3. カーボンナノホーンについて
   1. カーボンナノホーンの構造と特徴
   2. カーボンナノブラシ
4. ナノカーボン高分子アクチュエータへのカーボンナノホーンの利用
5. ナノカーボン高分子アクチュエータの応用への取組み
6. 課題と展望
• 質疑応答

第3部 光駆動ゲルアクチュエータの材料とその応用

(2017年6月26日 15:00〜17:00)

　様々な光デバイスや画像技術が急速に進展・普及する昨今、光で駆動可能な材料やデバイスは、これまでになく高度で繊細な自動制御を実現する重要な構成要素となる可能性を潜在的に有している。 　こうした状況において演者らは、水系で光駆動可能なソフトでウェットなアクチュエータ材料として、素早く顕著な体積変化を可視光照射によって可逆的に引き起こすことのできる光応答性ヒロドゲルを開発した。 　本講座では、この材料の優れた光?体積変換のメカニズムと、微小システムの光制御への応用について述べる。

1. 光応答性ヒロドゲルの構造と光駆動原理
2. 微小系の光制御を実現する照射システム
3. 光応答性ヒロドゲルのオンデマンド制御に基づく応用
   1. 表面マイクロレリーフ形状の制御
   2. マイクロ流体システムの制御
   3. ロッド型屈曲アクチュエータ
   4. 微小物体移の運搬制御
4. バイオ環境対応に向けた開発動向
5. まとめ
• 質疑応答

第4部 形状記憶合金アクチュエータを用いた触感フィードバック技術

(2017年6月26日 15:00〜17:00)

　タッチパネルなどの操作パネルを指が触った瞬間にクリック感を発生させる新方式アクチュエータを開発した。従来の振動モータ等と異なり、パネルのみが一瞬にして震える形状記憶合金を用いた独自技術から生まれた。その原理を説明するとともに市場拡大が期待される車載市場での応用について紹介する。 　また疑似的に作りだした「クリック感」を、受講者の皆様にも体感していただきながら解説する。

1. 触覚技術の紹介
   • 電磁ソレノイド、振動モータ、ピエゾ式の紹介
   • 従来技術の説明。メリットとデメリット。
2. 新方式アクチュエータの紹介
   • 特徴、イメージ
   • 形状記憶合金の採用
   • 単純な駆動回路
   • 動作原理の詳細な説明
   • 1つのデバイスでアクチュエータとセンサーを兼用
   • メカニカルな「クリック感」を発生させる方法
   • 実際の加速度波形、振動モータとの比較
   • 製品への搭載例
3. タブレットへの応用例の紹介
   • 構成の説明
   • 効率的な触覚発生の説明
4. 車載への応用例の説明
   • 新方式アクチュエータが望まれる理由
   • 車両メーカの反応とその市場
5. その他
   • 海外を含めた特許の登録状況
   • アップル社のパソコンの触覚技術
   • 高温動作実験
   • 高電圧やエラストーマを利用した他の触覚技術
6. デモ機実演
   • 受講者の皆様にも触って体感して頂きます
• 質疑応答

第5部 アクチュエータの各種エネルギーハーベスト向け新部材、デバイスへの応用

(2017年6月26日 15:00〜17:00)

　光、振動、熱 (温度差) 、電波など、環境中に希薄に存在する様々な形態のエネルギーを電気エネルギーに変換する技術がエネルギーハーベスティング技術である。得られる電力はマイクロワット～ミリワット、せいぜい数ワットだが、無線センサなど小型電子機器の自立電源への用途展開が期待されている。 　メカニカルなエネルギーからのハーベスティング技術 (力学的エネルギーから電気エネルギーへの変換原理) は、全て、その逆作用がアクチュエータ技術として利用されている。ところが、エネルギーハーベスティング技術の中には、アクチュエータを内部に含むものもある。 　本講演では、そのようなエネルギーハーベスティング技術の事例と可能性を紹介する。

1. 力学的エネルギーからのハーベスティング技術におけるアクチュエータの活用
   1. 力学的エネルギーハーベスティングとアクチュエータを組み合わせる意義
   2. アクチュエータによる自動周波数チューニング
   3. ジャイロ発電
   4. 磁歪・圧電複合材料の利用
2. 熱エネルギーからのハーベスティング技術におけるアクチュエータの活用
   1. 熱電発電の課題
   2. バイメタル利用熱発電
   3. 熱音響発電
   4. 形状記憶合金利用熱発電
3. その他のハーベスティング技術におけるアクチュエータの活用
   1. 電磁波・電磁場からの発電
   2. 湿度差からの発電
   3. 心筋細胞を利用した発電、他
• 質疑応答