顕微鏡下作業において力覚フィードバックを行う液圧駆動型微細作業用マニピュレータ富山大学目的工学部４年水戸康之大学院理工学研究部（工学）准教授笹木亮実験装置微細手術や細胞操作などの顕微鏡下で微細作業を行うマニピュレータ操作において，微小な器具を操作したり，肉体の組織を切開したり刺したりする感覚や，細胞を把持する感覚を，マニピュレータを操作する施術者に知覚させ，より高精度な作業が可能となるマニピュレートシステムの実現を目的とする．従来研究との比較関節はユニバーサルジョイントとベローズにより構成される．ベローズの伸縮量は内圧と流量によって求められる．また関節の手先に負荷がかかり外力を受けると，ベローズ内圧が変動するため，この圧力変化分によりマニピュレータにかかる外力が推定できる．外力はパスカルの原理によって増幅され，シリンジに伝わるため外力が微小でも検出できる．これより本機構は，センサを関節部や手先などに取り付けることなく計測できる．本研究では，微細な感覚を得るためアクチュエータとセンシングの両方の機能を有する液圧駆動型関節を用い，様々な微細作業においてオペレータが高精度に作業を行うために必要な力覚の提示方法について検討を行う．本機構は，従来のマニピュレータに実装可能な力覚センサの測定限界を下回るような微小応力でも，測定を可能とすることから，測定技術分野におけるブレークスルーとなり，新規な技術分野の創出も期待できる．液圧駆動型関節の原理実験結果関節の外観液供給部に組み込まれた力センサにより推定内圧を検知し，これをオペレータに力覚的にフィードバックするシステムを開発した．血管縫合練習用の模擬血管（φ1mm）に微細手術縫合針（ φ0.1mm ）による刺入を行った結果，「針が触れる」，「針が突き抜ける」等の感覚をオペレータが判別することができた． 1mm 力覚フィードバックシステム力覚フィードバックによる模擬血管刺入実験の様子（オペレータが「針が接触した」と感じた瞬間に停止している）まとめ・今後の展望関節先端にかかる外力により，内圧にはオフセット的な変化が生じる．このことより無負荷時からの内圧変動を検出することで外力が推定できた．また力覚フィードバックシステムを組み込むことで，オペレータに微細な手応えを感じさせ，顕微鏡下作業レベルの微細作業において，より精度の高い操作を可能とした．（特許出願2013-167775「関節機構」）【地域社会や産業界での応用分野・活用方法等】富山県は，古くから薬業を中心とした医薬の歴史を持ち，関連企業含め，多くのものづくり企業があることから，本研究の商品化は医療と工業を直接的に結び付ける，医工連携によるものづくりのベンチマークと成り得るものである．工学部と医学部を有する総合大学である富山大学が，同じくものづくりと医薬に特色のある富山県において，本研究を実用化まで実現させることは，医工融合の新しいビジネスモデルを創成するさきがけとなる．連絡先富山大学リエゾンオフィス・ＴＬＯ TEL：076-445-6392 FAX：076-445-6939 Email：[email protected]