圧電バイモルフアクチュエータを用いた質量変化型においセンサ

提 供 可 能 研 究 成 果
大学名:立
命
館
大
学
タイトル
圧電バイモルフアクチュエータを用いた質量変化型においセンサ
技術分野
バイオ・ライフサイエンス
利用分野
成
果
の
概
要
バイオ・ライフサイエンスを目的としたロボットが人間にとってより安全・快適
に動作するためには,ロボットに人間並みの感覚が必要となる.我々は,人間の嗅
覚機能の実現を目指し,においセンサの開発を研究目的とした.一般的なにおいセ
ンサには金属酸化物半導体が用いられている.我々は,将来的に小型集積化を目的
とし,圧電バイモルフ素子を用いた質量変化型センサの開発を目指した.
■ 内容
今回試作したマクロモデルとその構成をFig.1,2に示す.このセンサは,検出す
る気体が付着する部分,機械的振動を発生させる部分,気体付着による質量変化を
検出する部分で構成される.圧電バイモルフ素子の片面に電圧を印加して振動させ
る.その振動により他方の面の圧電素子に歪が生じ,圧電効果により電圧が発生す
る.先端に気体体が付着すると先端部の質量が増加し,歪が変動して電圧に変化が
生じる.よって,他方のバイモルフ素子の電圧を計測するだけで,においを検出す
ることができる.アンモニアガス検出実験の結果,電圧の振幅に変化が現れ,にお
い検出に成功した.
Fig.1 試作した質量変化型においセンサ
Fig.2 センサの構造
シーズにかかわり希望する研究課題
ペットロボットなど生活空間で動き回る小型ロボットの開発
コメント・メッセージ
「鼻毛」のような小型でしなやかなセンサを目指しています.