研究発表 - 渕脇 大海
件数 205 件-
星型珪藻および緑藻類の振動ピペットによる液中マニピュレーションの実験的検証
西村祐子，渕脇大海
日本機械学会第35回バイオフロンティア 2024年12月 日本機械学会・バイオエンジニアリング部門
開催年月日： 2024年12月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：横浜国立大学 国名：日本国
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ピストンポンプによる液滴体積制御機能を付与した液架橋力グリッパの開発
渡部直人，渕脇大海
2024年度精密工学会秋季大会学術講演会 2024年9月 精密工学会
開催年月日： 2024年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：岡山大学
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峯岸凜太郎，春原優太，渕脇大海
日本ロボット学会学術講演会 2024年9月 日本ロボット学会
開催年月日： 2024年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：大阪工業大学
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津久井陽平，石丸清梧，峯岸凜太郎，渕脇 大海
日本ロボット学会学術講演会 2024年9月 日本ロボット学会
開催年月日： 2024年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：大阪工業大学
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振動抑制に向けた機体搭載型センサによる小型精密自走機構の６軸計測
津久井陽平，石丸清梧，渕脇大海
日本ロボット学会学術講演会 2024年9月 日本ロボット学会
開催年月日： 2024年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：大阪工業大学
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春原優太，峯岸凛太郎，渕脇大海
日本ロボット学会学術講演会 2024年9月 日本ロボット学会
開催年月日： 2024年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：大阪工業大学
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振動ピペット2本による流れを利用した異形微小物の液中マニピュレーション法の探索
西村祐子、渕脇大海
2024年度精密工学会 第31回「学生会員卒業研究発表講演会」 2024年3月 精密工学会
開催年月日： 2024年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京大学 本郷キャンパス
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杉山結菜、渕脇大海
2024年度精密工学会 第31回「学生会員卒業研究発表講演会」 2024年3月 精密工学会
開催年月日： 2024年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京大学 本郷キャンパス
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関根千裕、渕脇大海
2024年度精密工学会 第31回「学生会員卒業研究発表講演会」 2024年3月 精密工学会
開催年月日： 2024年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京大学 本郷キャンパス
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A Piezoelectric Stick-slip Manipulator for a Holonomic Precision Mobile Robot
R. Kinoshita, E. Kusui, H. Kusama, Y. Tsukui, R. Minegishi, Y. Sugiyama, Y. Sunohara, C. Sekine, and O. Fuchiwaki
10th International Conference of ASPEN 2023年11月 ASPEN (Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology)
開催年月日： 2023年11月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Hong Kong Polytech. Univ., Hong Kong 国名：ホンコン(香港)特別行政区
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XYθ displacement sensor by four encoders for wide and precise measuring of holonomic robot
O. Fuchiwaki, M. Shiota, E. Kusui, Y. Tsukui, C. Sekine, and R. Kinoshita
10th International Conference of ASPEN 2023年11月 ASPEN (Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology)
開催年月日： 2023年11月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Hong Kong Polytech. Univ., Hong Kong 国名：ホンコン(香港)特別行政区
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P制御による昇降足式ホロノミック自走ロボットの３軸精密位置決め
楠井英二，関根千裕，渕脇大海
2023年度精密工学会秋季大会学術講演会 2023年9月 精密工学会
開催年月日： 2023年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：福岡工業大学
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四つのエンコーダにより構成されるXYθ変位センサの校正
塩田雅人，関根千裕，楠井英二，渕脇大海
2023年度精密工学会秋季大会学術講演会 2023年9月 精密工学会
開催年月日： 2023年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：福岡工業大学
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XYθ精密自走機構搭載用圧電スティックスリップ型マニピュレータの開発
木下稜介，飯田遥平，草間弾，津久井陽平，春原優太，渕脇大海
2023年度精密工学会春季大会学術講演会 2023年3月 精密工学会
開催年月日： 2023年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京理科大学 葛飾キャンパス
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高周波振動により発生するスクイーズ膜を用いた浮揚機構の開発
春原優太、渕脇大海
2023年度精密工学会 第30回「学生会員卒業研究発表講演会」 2023年3月 精密工学会
開催年月日： 2023年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京理科大学 葛飾キャンパス
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ダブルノズル型液架橋力グリッパの画像FBを用いた自動制御システム
渡部直人、渕脇大海
2023年度精密工学会 第30回「学生会員卒業研究発表講演会」 2023年3月 精密工学会
開催年月日： 2023年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京理科大学 葛飾キャンパス
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無線自走ロボット用の超音波アクチュエータ開発と光学マウスセンサの評価
峯岸凜太郎、渕脇大海
2023年度精密工学会 第30回「学生会員卒業研究発表講演会」 2023年3月 精密工学会
開催年月日： 2023年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京理科大学 葛飾キャンパス
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XYθ精密自走機構搭載用圧電スティックスリップ型マニピュレータの開発
木下 稜介, 飯田 遥平, 草間 弾, 津久井 陽平, 春原 優太, 渕脇 大海
精密工学会学術講演会講演論文集 2023年3月 公益社団法人 精密工学会
開催年月日： 2023年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
<p>本論文ではXYθ精密自走機構に搭載する事を目的とした，圧電スティックスリップ型マニピュレータの開発について報告する．このマニピュレータは圧電スティックスリップを用いたZ軸変位機構及び，ピンセット開閉機構により構成される．また、動作検証としてこのマニピュレータを自走機構に搭載し，XYθ＋Z＋開閉の五軸動作による微小物のピックアンドプレースと積み重ねを試みた．</p>
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星加 那音，藤井 元春，海江田 蒼，鳥居 丈瑠，渕脇 大海，樋口 丈浩
日本航空宇宙学会第 66 回宇宙科学技術連合講演会講演集 2022年11月 日本航空宇宙学会
開催年月日： 2022年11月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：熊本県、熊本市、熊本城ホール
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Capillary force gripper with a polygonal nozzle for pick & place and rotation of 1mm objects
E. Fukuchi, R. Sako, N. Watanabe, E. Kusui and O. Fuchiwaki
9th International Conference of ASPEN 2022年11月 ASPEN (Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology)
開催年月日： 2022年11月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Nangyang Tech. Univ., Singapore 国名：シンガポール共和国
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E. Kusui, M. Shiota, R. Minegishi, E. Fukuchi, Y. Tsukui, Y. Sunohara, and O. Fuchiwaki
9th International Conference of ASPEN 2022年11月 ASPEN (Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology)
開催年月日： 2022年11月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Nangyang Tech. Univ., Singapore 国名：シンガポール共和国
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液体金属のイオンゲルコーティングを用いた配線絶縁層の自己形成に関する研究
村上航輝，浅田珠里，宇佐美夏香，伊佐野雄司，神頭萌果, 松田涼佑，上野和英，太田裕貴，渕脇大海
日本機械学会第13回マイクロ・ナノ工学シンポジウム 2022年11月 日本機械学会、マイクロ・ナノ工学部門
開催年月日： 2022年11月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：アスティとくしま（徳島県徳島市）
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液体金属を用いたSMAワイヤ型アクチュエータの冷却およびシグモイド関数を用いた相変態モデルの近似
小川貴博，渕脇大海，藤田修二，井上幸人，武井智哉
日本機械学会第13回マイクロ・ナノ工学シンポジウム 2022年11月 日本機械学会、マイクロ・ナノ工学部門
開催年月日： 2022年11月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：アスティとくしま（徳島県徳島市）
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VSCMG 搭載小型衛星実験機における 準最短時間姿勢変更実験
海江田 蒼，藤井 元春，星加 那音，鳥居 壮瑠，渕脇 大海，樋口 丈浩
日本航空宇宙学会第 66 回宇宙科学技術連合講演会講演集 2022年11月 日本航空宇宙学会
開催年月日： 2022年11月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：熊本県、熊本市、熊本城ホール
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Double-Nozzle Capillary Force Gripper for Cubical, Triangular Prismatic, and Helical 1-mm-Sized-Objects
Kenta Tanaka, Takatoshi Ito, Yuki Nishiyama, Eri Fukuchi, and Ohmi Fuchiwaki
2022 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) IEEE
開催年月日： 2022年5月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Philadelphia, PA, USA
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振動抑制機構付き非冗長インチワーム歩行式ホロノミック精密自走機構
津久井陽平、渕脇大海
日本機械学会関東学生会第62回学生員卒業研究発表講演会 2022年3月 日本機械学会
開催年月日： 2022年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地： Web開催
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超小型ピラミッド型VS-CMG姿勢制御装置の試験機開発(JSASS-2021-4123))
星加那音,及川航平,藤井元春,海江田蒼,渕脇大海,樋口丈浩
日本航空宇宙学会第 65 回宇宙科学技術連合講演会講演集,オンライン開催 2021年11月 日本航空宇宙学会
開催年月日： 2021年11月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：オンライン開催
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振動ピペットによる局所流動発生デバイスの開発とガラス球の挙動の調査(MN1-10P2-3)
大石拓巳, 渕脇大海
日本機械学会第12回マイクロ・ナノ工学シンポジウム 2021年10月 日本機械学会、マイクロ・ナノ工学部門
開催年月日： 2021年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：オンライン開催
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画像FBを用いた液架橋力マニピュレータによる微小物の精密位置決め(MN1-10P2-9)
迫涼平, 伊藤貴俊, 西山優希, 福知絵梨, 渕脇大海
日本機械学会第12回マイクロ・ナノ工学シンポジウム 2021年10月 日本機械学会、マイクロ・ナノ工学部門
開催年月日： 2021年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：オンライン開催
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PVAリフトオフを用いた超柔軟材料上の液体金属配線加工技術の創出(MN1-11A3-2)
村上航輝，橘大毅，栃内亮太，伊佐野雄司, 中村史香，松田涼佑，倪思捷，桑原正貴, 上野和英，三木則尚，太田裕貴，渕脇大海
日本機械学会第12回マイクロ・ナノ工学シンポジウム 2021年10月 日本機械学会、マイクロ・ナノ工学部門
開催年月日： 2021年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：オンライン開催
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ダブルノズル型液架橋力グリッパによる１ｍｍサイズの立方体,三角柱,螺旋コイルのピック&プレースの実現(MN1-09A3-2)
西山優希, 田中健太, 伊藤貴俊, 迫涼平, 福知絵梨, 渕脇大海
日本機械学会第12回マイクロ・ナノ工学シンポジウム 2021年10月 日本機械学会、マイクロ・ナノ工学部門
開催年月日： 2021年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：オンライン開催
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インチワーム型精密位置決め機構のFF／FB制御による星形離散目標点への位置決め制御
田邉健冴, 塩田雅人, 楠井瑛士, 渕脇大海
2021年度精密工学会秋季大会学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2021年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：神戸大学大学院工学研究科
近年IoTの普及により携帯電話やウェアラブル端末などの各種電子機器の小型化が進み，それに伴って内部部品には高性能であることと同時に小型であることが求められる．この需要に従って内部部品の小型化が進み1)2)，現在量産されている最小の0201コンデンサは(0.25×0.125×0.125[mm])となっており，組立には機械でのアセンブリが必須なサイズとなっている．このため現在では，精密位置決めに関する研究が多く行われており，固定式位置決め機構や自走式位置決め機構などの分類ごとに様々な機構が開発されている．本研究室では圧電アクチュエータと電磁石を用いて目標位置に機体を正確に位置決めすることで,より高精度な位置決め性能を持つ自走機構を開発した3)．
また，数多くの変位センサも開発が進んでいる4)．本研究室では\theta４つの光学式リニアエンコーダを用いたXY\theta変位センサを開発し，ＦＰＧＡにより信号処理することで計測周期0.1μsの高速な変位計測システムを構築している5)．
先行研究では直線軌道についてのみ制御実験を行っていた. しかし,微小部品のアセンブリをする上では直線だけでなく離散的な目標点を持つ位置決め制御が求められる．本研究では離散的な目標点の例として星形経路での制御実験を行った.五芒星の各頂点に目標点を設けることで軌道の始点と終点だけでなく途中においても位置決め制御できるようにした．また,フィードフォワード(FF)制御とフィードバック(FB)制御を併用するとともに，粗動用と微動用の2種類の歩幅を用いることで目標点までの距離に応じて適切な歩幅を選択できるようにアルゴリズムを構築した． -
圧電駆動型ホロノミック自走ロボットのPID制御によるXYθ軸の精密位置決め制御
楠井瑛士，塩田雅人，澁谷瑛亮, 田邉健冴, 渕脇大海
2021年度精密工学会秋季大会学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2021年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：神戸大学大学院工学研究科
近年，携帯電話の薄型・高性能化，ウェアラブル端末やIoTなどの発展が目覚ましく，それに伴って内蔵されている電子部品の小型化が進んでいる．回路基板への実装機の，位置決め精度は年々向上している．さらには，少子化による人工授精の需要増加，医療分野の進歩から，高精度での細胞の操作が求められており，電気・機械分野に限らず精密位置決め技術の応用先は多岐にわたっている．
既存の精密位置決め装置として，リニア同期モータ型，ボールねじ型などの固定式の精密ステージが主に使用されている．本研究室では，既存の精密機器や顕微鏡ステージ等の狭所においても容易に設置可能な，汎用性の高い小型軽量な精密位置決め装置の実現を目指して，XYθの三自由度を持つ自走式精密位置決め機構の開発を行っている．
田邉らの先行研究では，インチワーム型精密自走機構の開ループ制御時の位置決め誤差の低減手法として，圧電変位と入力電圧の間に線形性があると仮定し，誤差を繰り返し低減する動作補正システムを開発した．一歩における位置決め誤差を0201サイズの電子部品の短辺の1%である1 [μｍ]まで低減できることを確認した[1]．しかし，6 [mm]の経路長では100歩動作する必要があり，最大で0.1 [mm]程の位置決め誤差が生じてしまう事から，最後の一歩内の動作を，誤差±1 [μｍ]以内へ精密位置決めする閉ループ制御が必要である．
八釼らの先行研究において，一歩内の動作においてPID制御を実施し，整定時間70 [ms]で誤差±1 [μｍ]以内への位置決めに成功したが2つの課題があった[2]．一つ目は，支持脚の固定法が床面とのねじ止めであり，支持脚の慣性力による滑りの影響が考慮されていない事．二つ目は，精密作業の弊害となるオーバーシュートを抑制できなかった事である．
本研究では，上記の二つの課題の解決法として，「1.支持脚の固定方式を電磁石による吸着方式に変更する．」，「2.目標とする位置姿勢を放物線形状に連続的に変化させ，オーバーシュートを抑制する．」の二つを目的とする. -
鈴木正樹, 髙橋涼真, 飯田遥平, 飯塚寛太, 草間弾, 渕脇大海
2021年度精密工学会秋季大会学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2021年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：神戸大学大学院工学研究科
近年スマートフォンやPCなどの携帯型電子機器の小型化や，生物・医療分野の進展に伴い，多自由度で精密なマニピュレーション技術に対する需要が高まっている．現在使用されている主な精密位置決め機構としてボールねじを使用したXY軸精密ステージ(神津精機；YA10A-L2) があり，最高速度10mm/s，最小位置決め分解能0.1µmで位置決めが可能である．本研究室ではこのような精密ステージに代わる機構として，自走型ロボットによる精密位置決め機構の開発を目指している．先行研究で開発した六点接地型自走機構(1)は，高分解能・高応答性を特徴とする圧電アクチュエータを駆動源とし，2組のY字型電磁石を磁性面に交互に吸着させることで尺取り虫動作を行い，XY\thetaの独立三自由度の位置決めが可能である．しかし，移動時に床面との間に摩擦を生じ，脚先の摩耗により位置決め再現性が低下するといった課題や，駆動環境が精密研磨された強磁性体の駆動面上のみに制約される問題があった．
これらの課題解決のため，非磁性面でも駆動が可能で，ずり脚動作を伴わない，三点接地歩行型の自走機構の開発に取り組んでいる．提案法は昆虫の交互三脚歩行の2組の可動な三点支持脚のうち一方を固定して，他方のみを駆動する歩行方式に相当する．先行研究(2)では，従来よりも三脚先端の垂直変位を拡大する事に成功したが，各変位の偏差が大きく，三点接地での支持脚と遊歩脚の切り替えを実現できなかった．
本研究では， Ansysを用いた構造解析を行い，定量的な根拠に基づく機構の設計・製作を行った．最後に，試作機による歩行実験を行い，位置決め精度の評価を行った． -
飯田遥平，高橋涼真，草間弾，渕脇大海
2021年度精密工学会秋季大会学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2021年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：神戸大学大学院工学研究科
スマートフォンやパソコンなどの各種電子機器の高性能化により，セラミックコンデンサやMEMS装置のような内部の電子部品の小型化が進んだ．このような小型電子部品の電子機器への実装や人工授精における卵細胞の機械操作など，様々な場面で高速で高精度な位置決め装置が必要となっている．既存の精密位置決め機構はいくつかあるが，ピエゾステージに分類される機構はサイズ・重量が50 x 50 x 25[mm]・0.1～1[kg]程度と小型軽量であり，nmスケールの高い分解能という長所があるが，変位量が0.01~0.1[mm]程度と駆動範囲が小さいという短所がある．ボールねじ型XYステージに分類される機構は，数百[mm]の広い位置決め範囲を実現でき，0.5[µm]程度の高い繰り返し位置決め精度という長所を持つが，サイズ・重量は300 x 300 x 100[mm]・1～10[kg]程度と小型軽量化に制限があり，0.1[µm]程度の分解能に限られるという短所がある．つまり，2つの位置決め機構はどちらも一長一短がある．
本研究室では上記二つの機構の長所を合わせもつ機構として，インチワーム型自走機構を開発している．インチワーム型自走機構は，86 x 86 x 11[mm]・0.1[kg]と小型軽量でありながら，XYθの独立三自由度でnmスケールの微動，300 x 300[mm]の広範囲での粗動が可能であり，省スペースで使用する位置決め機構として優位性がある．しかし，最大速度は10[mm/s]程度であり，速度向上が課題となっている．速度向上には歩幅の拡大が重要であるため，XYθ変位ステージの開発を行っているが，先行研究では，静力学的な条件下での変位拡大を重視し，動的な条件での動作実験は未着手であった．
本研究では，XYθ変位ステージのFEM解析ソフト（ANSYS）による周波数応答解析に基づく再設計，実機による周波数応答のデータ取得を行い，設計値と実験値の定量比較を行うことを目的とする． -
４つのエンコーダと二次元スケールを用いた変位計測センサのθ軸変位の計測性能の検証
塩田雅人，田邉健冴，楠井瑛士，飯塚寛太，渕脇大海
2021年度精密工学会秋季大会学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2021年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：神戸大学大学院工学研究科
近年スマートフォンなどの携帯端末の薄型・小型化が進み，それに伴って内部部品が小型かつ高性能であることが求められている(1)．現在量産されている最小のセラミックコンデンサのサイズは(0.25\times0.125\times0.125[mm])であり，精密位置決め装置による位置決めが必要な大きさである．この需要に応えるため現在は精密位置決めに関する研究が盛んに行われている．精密位置決めに用いられるセンサは，用途や使用環境などに応じた多種多様なものが開発されており(2)，対象や環境に適した計測装置を選択することが肝要である．
本研究室では，リニアエンコーダを4つ組み合わせることでXYθの3軸を精密計測できるセンサとしてXYθ変位センサを開発し，リアルタイムな計測環境を構築した．先行研究では，XYθ変位センサのXY軸の性能評価を行ったがθ軸の計測性能については課題となっていた(3)．
また，本研究室は圧電アクチュエータと電磁石を用いることでXYθ軸の精密位置決めを実現できるホロノミック自走機構を開発している．先行研究では，この自走機構を用いて開ループ制御での並進動作の補正を実現した(4)．
本研究の目的は二つある．一つ目は，XYθ変位センサのθ軸の計測性能の評価を行い，XYθ変位センサの計測範囲の拡張を行う事．二つ目は，本研究室の自走機構の開ループ制御での自転動作の補正の実現である．
上記の二つの目的が達成されれば，自走機構はXYθの3軸において開ループ制御での精密位置決めが可能となり，ツールを搭載してマニピュレーションを行うことや他の位置決め装置との共同作業を実現するための計測に関する基盤技術を確立することが出来る． -
Kengo Tanabe, Masato Shiota, Eiji Kusui, Ohmi Fuchiwaki
SICE 2021 Society of Instrument and Control Engineers (SICE)
開催年月日： 2021年9月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Web conference (Yotsuya Campus, Sophia University, Tokyo, JAPAN)
In this paper, we describe a XYθ three-axis displacement sensor using an optical encoder and its measurement performance. This sensor can measure X, Y, and θ displacement, and the measurement limit is 0.1 µm on the X and Y axes and 7.35 \times 10-4deg on the θ axis. In addition, we also describe a self-propelled mechanism driven by piezoelectric actuator will also be described. This mechanism is palm-sized and extremely compact, and can move freely on a ferromagnetic surface. An experiment that measures the behavior of the mechanism is also described for investigating the applications in bio-medical and MEMS fields
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振動ピペット近傍に生じる局所流動を応用した液中マイクロマニュピレーション
渕脇 大海 [招待有り]
2020年度研究集会『生物流体力学におけるモデリング』 RIMS 共同研究 (グループ型)「生物流体力学における数理モデリング」( 代表 飯間信 (広島大学統合生 命科学研究科) 副代表 石本健太 (京都大学数理解析研究所))
開催年月日： 2020年12月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
開催地：京都大学数理解析研究所 420 号室／ Zoom (ハイブリッド形式
"顕微鏡視野内にとどめたまま微小物を操作する“事を、「視野内作業」と呼ぶ．本発表では，生物医療分野において、卵細胞を吸引固定するために用いられるホールディングピペットを振動させることで，柔軟な生体細胞の非接触での「視野内作業」を実現できる「液中マイクロマニピュレーション」について報告する。振動する円柱棒により生じる定常流の研究は,流体力学の分野では良く知られた研究である．本研究ではまず初めに、ピペット近傍に生じる流動パターンの振動数・振幅への依存性を調査し，次に直径100μｍのガラス球，卵細胞を対象物として，ピペット先端付近への微小物の引き寄せ，垂直軸回りの回転，水平軸回りの回転に応用した場合の，微小物の位置，回転軸の軌跡について報告する．
最後に、XYθ軸を独立に動作可能な、昆虫サイズの「精密自走ロボット」に振動ピペットを搭載し，二本の振動ピペットを適当な位置姿勢に配置することで，「卵細胞の引き寄せ」、「姿勢の精密位置決め」を、効率的かつ連続的に行うための作業手法について報告する．
本技術は，操作対象物の形状，電気特性、磁気特性、光学特性、柔軟性への依存性が極めて低いため，様々な微小物の精密操作法としての応用可能性がある． -
Development of a Δ-type Mobile Robot Driven by Three Standing-Wave-Type Piezoelectric Ultrasonic Motors
J. Zhou, M. Suzuki, R. Takahashi, K. Tanabe, Y. Nishiyama, H. Sugiuchi, Y. Maeda, O. Fuchiwaki
IROS 2020 IEEE, 日本ロボット学会(RSJ)
開催年月日： 2020年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Online
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微小液滴の滴下によるSMAアクチュエータの高速冷却の試み
澁谷瑛亮，渕脇大海
日本機械学会第11回マイクロナノ工学シンポジウム講演論文集 日本機械学会, マイクロナノ工学部門
開催年月日： 2020年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：オンライン開催
小型ロボット，MEMSなどのマイクロロボティクス，人工筋肉に代表されるソフトロボティクスの発展により，小型アクチュエータの重要性が高まっている．その一方で，大きな発生力，長いストローク，柔軟性，低電圧駆動が可能な小型軽量なアクチュエータが実現出来ていない．小型アクチュエータとしては，静電，電磁，圧電アクチュエータがあるが，電磁アクチュエータは他の2者と比較すると小型化しにくく[1]，圧電アクチュエータの場合は小型化できても機構全体の大きさに比べてストロークが短い[2]．静電アクチュエータでは，小型化やストローク長では優れているが，変位を出そうとすると印加電圧が非常に大きくなり，100~1000V を要するものも見られる[3]．
これらに代わるアクチュエータとしてSMA(形状記憶合金)アクチュエータが考えられる．コイル状のSMA(以下SMAコイル)を塑性変形しない程度に引張り，通電加熱で収縮，冷却によって伸長させることで直動のアクチュエータとする．小型軽量でストロークが長いという特長をもつが，冷却方法が課題で，空冷では5 ~ 10秒程度を要するため0.1~0.2 Hzでの応答速度にとどまる．水冷では，アクチュエータ全体を水中に沈めると加熱効率が低下し，さらに水容器やポンプによりSMAコイルと同程度の小型軽量化が困難になる．
本研究では微小な水滴をSMAコイルに滴下する冷却方法を提案する．提案法と自然空冷とでSMAコイルの冷却時間を定量評価し，提案法の有効性を示すことを本研究の目的とする．さらに，冷却機構の小型化および自動化の方向性について考察する． -
水中での多様な高速動作を可能とする電磁ゲルアクチュエータの開発
橘大毅，神崎崇志，村上航輝，太田裕貴，渕脇大海
日本機械学会第11回マイクロナノ工学シンポジウム講演論文集 日本機械学会, マイクロナノ工学部門
開催年月日： 2020年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：オンライン開催
＜要旨＞
生物のように柔軟・高速・多自由度なアクチュエータは潜在需要が高い。液体金属とゲルにより構成され、水中で伸縮・並進・回転等の多様な動きを実現できる電磁力型ソフトアクチュエータの原理と実験結果を報告する
＜背景・目的＞
ゴムやゲルのように柔軟なアクチュエータは人体や操作対象物を傷つけないため，潜在需要が高い．そのため近年ソフトアクチュエータに関する研究が盛んに行われている(1)．現在開発されているソフトアクチュエータの種類としてはグリッパや移動ロボットなどが挙げられる．これらのアクチュエータは主に加熱による熱収縮(2)や空気圧(3)による圧縮を利用して動作する．しかし，いずれも十分に変形・動作するまでに数秒～数十分の時間が必要となる．アクチュエータにおいて動作速度が大きいほど作業効率が向上し，変形の種類が多様なほど，実現できる作業の種類が増加して応用範囲が広がる．
本研究ではミリ秒スケールで高速に駆動するゲルアクチュエータの作製を目的とする．駆動原理としては電流と磁石を利用してローレンツ力を発生させる方法を用いる． -
ダイヤフラムポンプ型液橋力グリッパによる微小滴の形成とピック＆プレース実験
西山優希，渕脇大海
日本機械学会第11回マイクロナノ工学シンポジウム講演論文集 日本機械学会, マイクロナノ工学部門
開催年月日： 2020年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：オンライン開催
近年,3次元積層構造などのマイクロ製造技術の発展に伴い様々な分野でマイクロマニピュレーションの需要が高まっている(1)．現在，工業分野におけるマニピュレーション技術としてはエアノズルが主流で，清浄・実装速度が速いという利点を持つ一方，先端形状は対象物に合わせる必要があり，一つのエアノズルが扱える部品は限られるという欠点がある．そこで，本研究室では，液架橋力で任意形状の対象物を把持できるグリッパを開発してきた．先行研究では，バルブの開閉とピストンの摺動によってノズル先端に液滴を形成させるグリッパを開発し,1mm3の立方体のピック＆プレースを実現した (2)．しかし，ピストンの密封性が悪く，液滴体積の平均値に対して30％程のランダム誤差を生じる事，さらに1mm以下の半径の液滴吐出が課題となっていた．
本研究では，ピストンをダイヤフラムに置換する事で，液滴半径の縮小と液滴体積の再現性向上，1mm3の立方体に加え、0603チップ部品の位置決め誤差を検証する事を目的とする． -
交互三脚歩行型自走機構のz軸変位拡大機構の開発
高橋涼真，鈴木正樹，渕脇大海
2020年度精密工学会秋季大会学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2020年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：オンライン開催
近年スマートフォンやウェアラブル機器の普及及び高性能化・薄型化やIoT(モノのインターネット)社会の実現に向け，内部部品にはさらなる高性能化・小型化・省エネ化への需要がますます高まっている1)．現在の最小の積層セラミックコンデンサは0201サイズ(0.25×0.125×0.125[mm])であり，ロボットによる正確かつ精密な実装が必須である．一方で精密位置決めや超精密位置決めに関する研究も盛んに行われている．本研究室の六点接地型自走機構(以下，H型自走機構)は，圧電アクチュエータ特有の微動による微小変位出力に対応し，フルクローズドループ制御による精密位置決め制御が可能である2)．しかし，電磁石によって脚を固定する尺取虫動作のため，摺り足の際に発生する固体摩擦による摩耗で繰り返し再現性が低下する．また，駆動環境が精密研磨された強磁性体性の駆動面のみに制約される．
以上の課題解決のため，摺り足による駆動面と脚先との接触を解消し，非磁性面でも駆動可能な接地脚の切り換え機構の開発が必要となる．本研究室では，昆虫の歩行動作を参考として交互三脚歩行の歩容形態を持つ自走機構を開発している．先行研究では，従来のH型自走機構と比較して軽量化や歩幅拡大に成功したが，自重方向の剛性が低下したことで自重支持が出来ず，結果として目標の歩行動作は出来なかった3)．改善項目として，組み立て誤差の削減や機構の簡略化が挙げられる．
本研究では，三脚歩行型自走機構の改良として，交互三脚歩行における接地脚切り替えを目的とするZ軸変位拡大機構の開発を行う．まず，マトリックス法による概略設計とFEMによる詳細設計の2種類の設計法を利用し，設計の妥当性を確認する．次に，試作機による性能評価実験を行い，設計値と実験値の偏差の定量評価と原因について考察する． -
インチワーム型精密位置決め自走機構の圧電アクチュエータへの入力電圧調整による動作補正
田邉健冴, 塩田雅人, 渕脇大海
2020年度精密工学会秋季大会学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2020年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：オンライン開催
近年IoTの普及により携帯電話やウェアラブル端末などの各種電子機器の小型化が進み，それに伴って内部部品には高性能であることと同時に小型であることが求められる．この需要に従って内部部品の小型化が進み1)2)，現在量産されている最小の0201コンデンサは(0.25×0.125×0.125[mm])となっており，組立には機械でのアセンブリが必須なサイズとなっている．このため現在では，精密位置決めに関する研究が多く行われており，固定式位置決め機構や自走式位置決め機構などの分類ごとに様々な機構が開発されている．本研究室では圧電アクチュエータと電磁石を用いることで，目標位置に機体を正確に固定することで高精度な位置決め性能を持つ自走機構を開発した3)．
また，精密位置決めの精度を評価するために数多くのセンサも開発が進んでいる4)．本研究室ではXYθの3軸での精密な計測ができるセンサとして二次元エンコーダを開発し，これを用いてリアルタイム計測が可能な実験システムを構築した5)．先行研究では閉ループ制御での精密位置決めを行ったが，機構外部に計測装置が必要でありスペースが無駄になってしまう．実用化を考えると外部からの計測無しで精密位置決めができることが望ましい．本研究では，開ループ制御での精密位置決めの実現を目的とした．まずは自走機構の機体特性を把握し最も再現性の高い制御パラメータを決定するために無補正での開ループ制御実験を行った．次いで得られたパラメータに対し，入力電圧を調整することで変位量を任意に変更できるという圧電アクチュエータの特性を利用した補正を加えて再び開ループ制御実験を行った．この補正を繰り返すことで，開ループ制御での精密位置決めに最適な入力電圧を決定し動作補正を実現した． -
周鈞天，渕脇大海
日本機械学会第 10 回マイクロ・ナノ工学シンポジウム 日本機械学会
開催年月日： 2019年11月
記述言語：英語 会議種別：ポスター発表
開催地：浜松市
In this paper, we have introduced a new developed type of self-propelled robot which uses three standing wave type ultrasonic motors to realize holonomic movement on a surface. Recently, with the miniaturization of electronic devices, demand for mounting small chip components is increasing. Linear stages often used for chip mounting is fast and precise but with disadvantages of large vibration and poor energy efficiency. To overcome these problems, the minimization of size of the mounting device is important. The aim of this study is to develop a new type of miniature robot for precision works with low energy consumption, low vibration and better movement speed comparing to our previous works of miniature robots. This paper also introduces the experiment conducted with an image analysis system to test the robot’s repeatability under open-loop control and it’s result.
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W. Hagiwara, T. Ito, K. Tanaka, R. Tokui, and O. Fuchiwaki
Capillary Force Gripper for Complex-Shaped Micro-Objects with Fast Droplet Forming by On-Off Control of a Piston Slider, IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2019) IEEE/RSJ
開催年月日： 2019年11月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Macau
In this letter, we describe the newly proposed capillary force gripper that combines fast water refilling via the capillary phenomenon and fast droplet forming via the ON-OFF control of a piston slider. The capillary force is suitable for capturing and releasing heterogeneous and complex-shaped micro-objects because it is one of the most dominant forces in the microscopic world and acts on any shaped objects by the water flexible deformation. However, a water droplet easily evaporates and loses during every pick-and-place operations. To solve this problem, we developed a gripper that can quickly form droplets with simple control. In the experiments, we confirm that the gripper can generate a sufficient capillary force to grip a 1-mm3 micro-object for over 100 s. Furthermore, we realize the automatic pick-and-place of cube, cone, and semicylinder samples. We compare the positioning errors among them to discuss the feasibility, future prospects, and applications in electronics and MEMS fields.
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3D HELICAL MICROMIXER BY LOST WAX CASTING
D. Tachibana, K. Matsubara, Y. Tanaka, H. Ota, and O. Fuchiwaki
Int. Conf. on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (µTAS 2019) Chemical and Biological Microsystems Society (CBMS)
開催年月日： 2019年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Congress Center Basel Basel, SWITZERLAND
This report demonstrates 3D micromixer with a helical flow by lost wax casting at micro-scale. The wax mold
was fabricated by high-resolution 3D printer. It is difficult to mix two liquids through a straight flow in
microchannels. In this study, the simulation result confirmed that the micro helical structure promoted mixing. To
demonstrate the simulation result, we fabricated microchannels with 3D helical structure in PDMS by the lost wax
casting. As a result, the mixing of liquids occurred as soon as the two liquids contacted. This report will present
an important advancement towards the realization of 3D micromixers. -
二次元エンコーダによる尺取虫型自走ロボットのXYθ精密位置決め制御
田邉健冴，船津仁志，渕脇大海
精密工学会秋季大会 精密工学会
開催年月日： 2019年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：静岡大学浜松キャンパス（浜松市）
We have developed the holonomic and omnidirectional mobile robot composed of 6 piezoelectric actuators with 1nm positioning resolution
and a pair of electromagnetic legs. In this study, we have evaluated the basic performance of the open loop control measured by 2DoF
displacement sensor organized by 4 optical encoders. We have decreased the positioning errors used by correction value derived from the
difference between theoretical and experimental parameters. We have also developed the full-closed loop control of the inchworm robot with
0.1μm of the resolution. In experiments, we have realized the translational movement in any moving direction with 5μm and 0.01 degrees of
allowable error. We also discuss feasible future applications in bio-medical operations and assembling of electronic and mechanical tiny parts .
Key Words: precision positioning, Full-closed loop control, 2DoF position sensor, inchworm robot, optical encoder -
田中健太, 萩原航, 徳井良多, 伊藤貴俊, 渕脇大海
2019年度ロボティクス・メカトロニクス講演会 日本機械学会
開催年月日： 2019年6月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：広島国際会議場(広島市）
Recently, demand for micromanipulation has been increasing in various fields, such as MEMS, integrated electronic devices, and bio-cell applications. Capillary force is one of the feasible methods for manipulating heterogeneous and complex micro parts. Liquids are flexibly deformed its shape and adapt any surface; we can pick up complex shaped micro objects softly. If we use a drop of pure water for generating capillary force, we can realize contamination less clean manipulation because pure water disappears by evaporation.
We have developed a capillary force gripper driven by a piston pump. Although we have designed this gripper to generate a liquid bridge between the end of glass pipette and picking-up objects, the theoretical validation of capillary force for this condition has not been conducted thus far. In this paper, we report the theoretical validation of the capillary force between the end of circular pipe and a plane surface by CFD analysis with the VOF method. -
伊藤貴俊, 萩原航, 徳井良多, 田中健太, 渕脇大海
2019年度ロボティクス・メカトロニクス講演会 日本機械学会
開催年月日： 2019年6月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：広島国際会議場(広島市）
Capillary force is an adhesion force generated by wetting the gap between two objects with liquid droplets, and it can be applied to capture miniscule complex shaped objects. In this report, we propose unique mechanism combining two kinds of liquid feeding methods such as the piston pump and the capillary phenomenon. In experiments, we evaluate the performance by measuring the capillary force of the developed gripper by an electronic balance. We also evaluate the positioning errors of automatic pick and place of cubic, cone, semi-circular shaped miniscule objects to investigate the feasibility for assembling complex shaped tiny objects.
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毛管現象による自動液体補充機能を付与したピストンポプ型液架橋力マニュレータの開発
萩原 航,伊藤 貴俊,渕脇 大海
第9回マイクロ・ナノ工学シンポジウム 日本機械学会
開催年月日： 2018年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：札幌市民交流プラザ
Capillary force is an adhesion force generated by wetting the gap between two objects with liquid droplets, and it can
be applied to grasp of minute objects of various shapes. In this laboratory we have developed a manipulator using
microcoils and realized a mechanism to keep the tip wetted by capillary phenomenon. However, in order to attach the
liquid inside the coil to the object, solid contact was accompanied, and it was impossible to pick up unless the
manipulator and the object had a specific positional relationship. In this research, we proposed a new mechanism
combining two kinds of liquid feeding methods such as piston sliding and capillary phenomenon. -
FEM解析による逆パンタグラフ構造を用いたXYθステージの設計
徳井 良多,萩原 航,渕脇 大海
2018年度ロボティクス・メカトロニクス講演会 日本機械学会
開催年月日： 2018年6月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：北九州国際コンベンションゾーン(北九州市）
Recently, miniaturization of electronic chip parts used for electronic devices including smart phones and
personal computers has been advanced. In our laboratory, we have been working on the development of XYθ mobile
inchworm mechanism driven by piezoelect ric actuators, which is compact, lightweight and capable of 3DoF precise
and flexible positioning. This mobile mechanism moves wide positioning area, although conventional three axial
linear stages are limited their positioning area by their precise guides. In this research, we aim to design an integrated
XYθ stage by the stiffness matrix method for initial design and FEM for detailed analysis. We magnify displacements
of the piezoelectric actuators 30 times with the reverse pantograph structures orga nized by flexure hinges. We also
analyze its natural frequency by eigenvalue analysis to estimate the maximum frequency of the inchworm
locomotion. -
ホロノミック自走機構のnmスケールのXYθ三軸並列サーボ制御法の開発
福元健太，庄野郁矢，渕脇大海
第35回 日本ロボット学会学術講演会 RSJ2017 日本ロボット学会
開催年月日： 2017年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東洋大学 川越キャンパス（埼玉県川越市）
近年，スマートフォンやタブレット端末をはじめとした小型端末が広く普及しており，それらの端末の中には小型のチップ部品や，センサとしてMEMSデバイスが内蔵されている．近年これらの小型端末の多機能化に伴い内部部品の小型化も進み，マイクロマニピュレーション技術の重要性が増している．また，生体細胞やナノマテリアルの操作に至るまでマイクロマニピュレーション技術の応用は多岐にわたり，将来的に重要な技術となっている．そこで本研究室では，XYθの三自由度を持つインチワーム型自走式位置決め機構の開発と，機構のマイクロマニピュレーションへの応用の研究を行ってきた．本研究室の最終的な目標は様々なツールを搭載した本機構を作業エリアへ複数台配置し，協調作業を行うマイクロマニピュレーションシステムを開発することである．本研究ではBang-bang制御[2]の理想軌道を目標軌道とした3軸並列の状態フィードバック制御によって高速かつ精密な位置決め技術を確立することを目的としている．
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4つのエンコーダによる二次元エンコーダの開発と自走ロボットのXYΔθ軸の変位測定の試み
船津仁志，渕脇大海
関東学生会第56回学生員卒業研究発表講演会 日本機械学会 関東支部
開催年月日： 2017年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京理科大学葛飾キャンパス（東京都葛飾区）
昨今、電子機器の小型化・薄型化・高性能化が進み、内部部品の小型化と内部構造の高密度化の技術が発展している。それに密に関係してくるのが表面実装である。プリント基板に小型電子部品を正確に配置する実装技術は高精度の位置決め方法によって成立している。現在の表面実装に多く用いられる位置決め機構としてリニアステージが多く用いられている。この機構は高速な位置決めと同時に複数部品の運搬が可能であるという長所を持っている．しかし実装部品の小型化が進む中，本体が稼動範囲に比例して大型化かつ高重量化してしまうという欠点がある．その問題を解消する位置決め機構として，本研究室では図１に示すように，電磁石の床面への着脱と圧電アクチュエータの伸縮を同期させることで尺取虫の原理で動作し，ホロノミック動作が可能な小型自走ロボットの開発・研究がされてきた(1)．この小型でフレキシブルな動作を行う機構の広域における位置決めに際して，従来はカメラによる画像解析で変位計測を行ってきたが、表1に示すように処理速度が遅く移動中の機構の速度，高周波数の変位を計測することが困難であった．そこで、光学式リニアエンコーダであれば高速な変位測定が可能であり移動中の機構の動作を確認することが可能になると考えられる．よって本研究では平面での計測を可能とする４つのエンコーダによる二次元エンコーダの開発を行い，その性能評価をすること及び，二次元エンコーダによる型自走ロボットのXYΔθ軸の変位測定を試みることを目的とする(2)．
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形状記憶合金の応力-歪曲線の測定とヒートエンジン に求められる要求性能の検証
福元健太，渕脇大海
関東学生会第56回学生員卒業研究発表講演会 日本機械学会 関東支部
開催年月日： 2017年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京理科大学葛飾キャンパス（東京都葛飾区）
近年，IoT: Internet of Things（モノのインターネット）が注目され始め，様々な場所で利用できる小型のセンサーやアクチュエータなどの開発が重要になってきた．しかし，既存の小型な発電装置は発電量が少なく，センサーの駆動は出来るが，アクチュエータの駆動は出来ない．そこで本研究室では，電気ではなく，別の形態のエネルギーで駆動する小型アクチュエータの検討を行っている．本研究室では2013年度から熱エネルギーで駆動する歯車・プーリー型SMAヒートエンジンの解析と10cmサイズの原理確認用の試作機を開発してきた．SMAヒートエンジンは形状記憶合金（Shape Memory Alloy）の形状回復力を利用したエンジンでSMAが高温，低温領域を交互に通過する事で駆動する．過去の研究では運動の概要を捉えるために線形化力学モデルを提案し，歯車比をはじめとしたパラメータの関係や，拘束力への寄与を定式化してきた(1)．本研究ではSMAヒートエンジンの駆動源であるSMAコイルスプリング（以下SMAバネ）に注目し，変態点の異なる3種類のSMAバネについて比較実験を行った．また得られたデータから線形化力学モデルの運動解析の結果に基づき，実際に歯車・プーリー型SMAヒートエンジンで使用した場合の角速度の算出を試みた．
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多段型圧電変位拡大機構の設計とXYθ精密ステージの変位拡大の研究
萩原航，渕脇大海
関東学生会第56回学生員卒業研究発表講演会 日本機械学会 関東支部
開催年月日： 2017年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京理科大学葛飾キャンパス（東京都葛飾区）
近年，スマートフォンやパソコンをはじめとする電子機器に使用されている電子部品の小型化が進んでいる．その電子部品を搭載するための位置決め装置として，リニアステージが普及しているが，この装置は高い位置決め分解能を持つ一方で搭載範囲に対してサイズが大きく，部品に対して質量が大きいという欠点を持っている．そのため，設置のために広いスペースが必要となり，過大なエネルギーを使用しなければならなくなる．今後部品の小型化により，この欠点はさらに顕著なものになると予想される．そこで，本研究室では小型軽量で精密位置決めが可能な，積層圧電アクチュエータの伸縮を駆動源とするxyθの独立三自由度を有するホロノミック型自走機構の開発に取り組んできた．これまでに開発した自走機構はサイズが約100mm×100mm，質量が約0.1kgであり，リニアステージと比較するとそれぞれ10分の1以下，1000分の1以下になるため，比較すると小型軽量である．しかし，最大速度が約10mm/sと，リニアステージの100分の1以下であるため，実用的な性能には至っていない．そのため本研究ではこれまでに開発した精密自走機構のxyθ駆動部を改良し，速度向上に必要な要素となる積層圧電アクチュエータの変位量の増加を目的とする．
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濡れコイルの液架橋力を利用した微小物のピック&プレース法の検討
船津仁志，渕脇大海，毛利紀之，今井健一郎，田中良巳
精密工学会秋季大会学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2016年9月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：茨城大学
Recently, miniaturization of portable devices and their electronic parts has been remarkable. Consequently, the need for
micro manipulation to make more complex and smaller devices is increasing. So we have developed the
capillary-force-based micromanipulator. This micromanipulator is composed of micro coil and two flat plates. The gap
between these flat plates traps water by capillary force. Both ends of the coil are fixed in the gap, so that water in the gap is
aspirated spontaneously into the coil by capillary force. The outer surface of the coil gets continuously wet by the water
trapped in the coil. If we contact this wet outer surface of the coil to a micro object, we can pick it up by capillary force. In
this paper, we propose and design this capillary-force-based micromanipulator and check the feasibility by several
experiments to discuss compact and heterogeneous micromanipulation. -
Fumiya Shono, Noriyuki Mouri, Takehiro Higuchi and Ohmi Fuchiwaki
2016 IEEE International Conference on Advanced Intellignet Mechatronics (AIM) IEEE
開催年月日： 2016年7月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Banff, Canada
In this paper, we report the simulation result of a precise 3-axial servo controller for a positioning mechanism in an inchworm mobile mechanism. Also, we describe the design of bang-bang controller for θ-axis that is required for developing 3-axial controller. The inchworm mobile mechanism is composed of 6 piezoelectric actuators (PAs) and a pair of electromagnets (EMs). If one EM is fixed to a ferromagnetic floor, then another EM can position the X, Y, and θ axes by 6 PAs. In a previous study, we have developed 3-axial proportional-integral-derivative (PID) controls with a 50 nm resolution for the mechanism with 4 linear encoders to measure the 3DoF motion of the free magnet precisely However, we concluded that we require over 100 ms of settling time because of mutual coupling effects among the X, Y, and θ axes when using the PID controller. To be robust against the disturbance and also reduce settling time, we developed a new servo controller in this study. To achieve sufficient working efficiency, we aimed at establishing of 3-axial servo control on the nanometer scale that can realize a ±0.5 μm positioning repeatability, and less than 10 ms of settling time over a 50 μm×50 μm positioning range.
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F. Shono, N. Mouri, T. Higuchi and O. Fuchiwaki
2015 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII) IEEE/SICE
開催年月日： 2015年12月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Nagoya, Japan
In this paper, we describe the design of a precise 3-axial servo controller for an inchworm mobile mechanism and the simulation result of 1-axial control for validating the design. The inchworm mobile mechanism is composed of 6 piezoelectric actuators (PAs) and a pair of electromagnets (EMs). If one EM is fixed to a ferromagnetic floor, then another EM can position the X, Y, and Θ axes by 6 PAs. In a previous study, we have developed 3-axial proportional-integral-derivative (PID) controls with a 50 nm resolution for the mechanism with 4 linear encoders to measure the 3DoF motion of the free magnet precisely, however, we concluded that we require over 100 ms of settling time because of mutual coupling effects among the X, Y, and θ axes when using the PID controller. To be robust against the disturbance and also reduce settling time, we developed a new servo controller in this study. To achieve sufficient working efficiency, we aimed at establishing of 3-axial servo control on the nanometer scale that can realize a ±0.5 μm positioning repeatability, and less than 10 ms of settling time over a 50 μm×50 μm positioning range.
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O. Fuchiwaki, T. Yamagiwa, S. Omura, and Y. Hara
IEEE Int'l. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS 2015) IEEE
開催年月日： 2015年9月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Hamburg, Germany
In this paper, we describe design and experimental results of repetitive calibration of an holonomic inchworm robot based on an inverse trajectory analysis of a tip of a probe for microscopic operations. The mobile robot has two U-shaped electromagnets and four piezoelectric actuators (PAs) for obtaining 3-degrees-of-freedom (3DoF) motion on well-polished ferromagnetic surfaces. We have proposed the kinematic model to get relationship among four input voltages to PAs and three displacements of the robot at a half step. We have also solved the inverse trajectory analysis of the probe to convert the motion errors of the probe into those of the robot. Moreover, we have proposed repetitive calibration formulas to calibrate 3DoF motion of the probe under a microscope simultaneously. In experiments, we have checked that the proposed formulas are surely working for decreasing the motion errors at straight motion although rotation around the tip is hard to calibrate because of its posture measuring error of an image processor. We discuss compact and flexible microscopic operations.
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庄野郁矢, 渕脇大海
2015年度ロボティクス・メカトロニクス講演会 日本機械学会
開催年月日： 2015年5月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：京都市勧業館「みやこめっせ」
In this paper, we describe design of precise 3-axial servo controller for an inchworm mobile mechanism and simulation result of 1 axis control for checking the validity of the design. The inchworm mobile mechanism is composed of 6 piezoelectric actuators (PAs) and a pair of electromagnets (EMs). If one EM is fixed to a ferromagnetic floor, another EM can position X, Y, and Θ axes by 6 PAs. In previous study, we have developed 3-axial proportional-integral-derivative (PID) control with 50nm resolution for the mechanism with 4 linear encoders for measuring 3DoF motion of the free magnet precisely. However, we conclude that we need over 100ms of settling time because of mutual coupling effects among X, Y, and θ axes by PID controller. One of study purposes is reduction of settling time for improving working efficiency. In this paper, we propose new design of servo controller to be robust against the disturbance and also reduce settling time, by using combination of bang-bang control and state feedback control. In this controller, we aim at establishment of 3-axial servo control in nanometer scale that can realize ±0.5μm positioning repeatability, and less than 10ms of settling time in 50μm×50μm of positioning range for getting sufficient working efficiency.
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内界・外界センサの併用によるインチワーム型自走機構の軌道制御法の研究
原悠平，渕脇大海
2015年度ロボティクス・メカトロニクス講演会 日本機械学会
開催年月日： 2015年5月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：京都市勧業館「みやこめっせ」
In this study, we describe design and development of dead-reckoning navigational system for the mechanism.
The mechanism has two Y-shaped electromagnets (EMs) and six piezoelectric actuators (PAs). This mechanism
moves like an inchworm when sinusoidal displacement of PAs and rectangular sticking force to a floor of EMs are
synchronized. We measure relative displacements in X, Y, and θ axes between two EMs by three optical linear
encoders as its internal sensor. We also measure the mechanism’s position and posture from CCD-camera image by
an image analyzer to check the navigational performance of the inner sensor. In experiments, we make the mobile
mechanism follow an octagon path with 45 degrees rotation at every apex by the inner sensor. We also discuss basic
design and expected performance of combination of the inner and outer sensor based tracking control for applying
this tiny mobile mechanisms to bio-medical and chip parts assembling applications. -
圧電アクチュエータにより駆動する三脚歩行型インチワーム機構の設計
齊藤吉紀，江塚航，渕脇大海
日本機械学会関東支部講演会講演論文集 日本機械学会 関東支部
開催年月日： 2015年3月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：横浜国立大学
Recently, mounting technology for small electronic chip parts becomes increasingly important for portable devices and MEMS devices. Multi-axial linear stages inside conventional surface mounting technology instruments are much larger and heavier than tiny chip parts. Because the linear stages require linear guides, bottom stage must carry upper stages including their linear guides. Recently, we have developed light-weight holonomic inchworm mobile mechanism which is composed of a pair of electromagnetic legs and four piezoelectric actuators. Because it requires expensive ferromagnetic working table with well-polished surfaces, its positioning range economically limited less than 0.4m2. In this research, we describe newly-designed alternate-tripod-type inchworm mechanism driven by piezoelectric actuators with displacement magnification mechanism, so that it can move on the non-magnetic surfaces. The mechanism is also designed to have 6 load cells for detecting vertical force between each leg and floor for balancing their frictional forces.
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渕脇大海，大井章生，原悠平，庄野郁矢
日本機械学会関東支部第22期総会講演会 日本機械学会
開催年月日： 2015年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京工業大学(大岡山）
Recently multi multi-axial precise positioning technologies have played an important role for a development of
portable devices. For example, we need the tec hnologies for assembling tiny chip parts into cell phone,
laptop PC, and MEMS device. We also need them for testing integrated circuits and
nanometernanometer-sizedsized-materials and bio bio-cell processing. Multi Multi-axial linear stages inside conventional surface
mounting te technology (SMT) instruments are over 100kg. They much larger and heavier than tiny chip chnology (SMT) instruments are over 100kg. They are much larger and heavier than tiny chip
parts of 1mg. Those instruments generate big vibrations to other precise instruments around them because
of their high high-inertia. In those 10 years, we have developed holonomic and omnidirectional mobile
mechanism which moves inchworm principle actuated by several piezoelectric actuators and a pair of
electromagnets. In this paper, we evaluate vibration property of the mechanism and discuss theoretical
framework of an e limination of influence from outer vibration vibration. -
原山叶，青野弘幸，今村凌大，渕脇大海
第６回マイクロ・ナノ工学シンポジウム 日本機械学会
開催年月日： 2014年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：くにびきメッセ
In this paper, we have reported Consideration of the possibility for micromotor with bubble jet. There are two
problems to develop micro robots with 1mm3. Those are a sticky problem and an energy source problem. To
investigate solutions of those problems, we look at the natural world and found out microbes are living in liquid.
They harvest energy by eating foods and solar energy and move freely in liquid; they have already solved sticky
problem and energy source problem. That is our motivation to research and develop micro robot which moves in
liquid. In this report, we have proposed the heat micromotor with bubble jet. We have also analyzed the micromotor
with bubble jet to formulate generative force and torque in a steady state. -
Formulation and optimization of pulley-gear-type SMA heat engine toward microfluidic MEMS motor
H. Aono, R. Imamura, O. Fuchiwaki, Y. Yamanashi, K. F. Böhringer
IEEE Int'l. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS 2014) IEEE
開催年月日： 2014年9月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Chicago, USA
In this paper, we modeled and analyzed the shape-memory-alloy (SMA) heat engine in steady state. The heat engine is composed of two pulleys, three gears, and an SMA coil spring. We formulated an expression that optimizes the relationship among the parameters for the maximum power and the torque of the heat engine. This article is the first to present the basic procedure to solve the optimal solution for the pulley-gear-type heat engines that are driven by an SMA coil spring. We also discuss the miniaturization of the heat engine to actuate the Bio MEMS and the micro TAS devices as fluidic MEMS actuators.
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R. Imamura, H. Aono, O. Fuchiwaki, Y. Yamanashi, K. F. Böhringer
ASPE/ASPEN Summer Topical Meeting Manufacture and Metrology of Freeform and Off-Axis Aspheric Surfaces ASPE, ASPEN
開催年月日： 2014年6月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Hawaii, USA
In this paper, we have reported that design and development of a heat engine with SMA actuator as a proof of concept prototype of a propulsion device for an in-liquid micro robot. Recently, there are various micro manipulation technology and used in various applications. However, they still need too many energy and space compared with targeted micro objects themselves. It is also difficult to manipulate multiple objects simultaneously and individually. If we realize self-propelled micro robot which harvests energy in a liquid, we can contribute to realize the micro robots to move simultaneously and individually. If we can develop micro robots whose sizes are less than 1mm3, we can move them inside blood vessels. We can expand a possibility that those micro robots become useful tools for bio-medical applications. However developing of the micro robot has two main problems. First one is “sticky problem”. If objects become less than 1mm3, it is difficult for them to move freely because an electrostatic force, an interfacial force and a viscous drag force stick them. Second one is “energy source problem”. It is still very difficult to realize an effective battery whose size are less than 1mm3. Therefore, we suppose that those micro robots should harvest energy from their environment. If we examine the natural world, most of all microbes, for example water-flea and paramecium, live in a liquid. They are not only harvesting energy by eating food and/or absorbing sunlight, but also swimming freely in a liquid. This is because electrostatic and interfacial forces in a liquid become much less sticky than those in the air. That is why liquid is a suitable environment for the micro robot. However, there are only a few research activities for the self-propulsion micro robots which harvest energy in a liquid thus far. In previous research, we have analyzed unique in-liquid micro robot which propels by the comb actuator and harvests energy from the liquid by using the principle of the voltaic cell. But as a result of the calculation by simple linear model, we confirmed that it cannot obtain a sufficient amount of energy to move the micro robot. Therefore, we have proposed the micro robot which moves by a heat engine with coil-shaped shape memory alloy (SMA). The purpose of this study is design, and development of the proof-of-concept prototype of the heat engine less than 1cm3.We propose the mechanical model with 3 gears, 2 pulleys and the coil-shaped SMA and analyze in a steady state to formulate the output torque and generated force. We have selected one of the thinnest commercially available SMA actuator whose diameter is 0.05 mm. In several experiments, we have confirmed that the selected SMA actuator has much of stress hysteresis which generates much of non-linear errors from a coil-spring model. We have also evaluated an influence of a miniaturization of the engine to the force. We have discussed the future works of the heat engine to miniaturized less than 1 mm3 to apply to the in-liquid micro robot.
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Development of an integrated 3DoF inner position sensor by 4 encoders with 0.5μm resolution for precise holonomic inchworm robot
A. Oi, A. Ogawa, M. Yatsurugi, O. Fuchiwaki, T. Higuchi
ASPE/ASPEN Summer Topical Meeting Manufacture and Metrology of Freeform and Off-Axis Aspheric Surfaces ASPE, ASPEN
開催年月日： 2014年6月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Hawaii, USA
Recently, portable devices such as smart phone
and tablet PC become popular and massproduced
at a low cost. Inside those portable
devices, there are numerous various parts such
as MEMS sensor and electronic chip parts with
less than 1mm3. Those tiny parts are mounted
precisely with 0.05mm assembling accuracy by
conventional Surface Mounting Technology
(SMT) placement machine. Inside the SMT
placement machine, multi-axes linear stages are
used for positioning of those electronic chip
parts. Those multi-axes linear stages have
sufficient positioning accuracy and velocity.
However, their weights are over 100kg and their
big inertia forces generate big vibration around
the SMT placement machine. In contrast, the
weight of electronic chip parts is less than 1mg,
so almost all energy of the SMT placement
machine is used for moving multi-axes stages.
There are a lot of research activities about
mobile wheeled robots. Those robots can move
wide area omnidirectionaly and they are
relatively lightweight compared with multi-axes
stages. However, it’s difficult for those robots to
realize precise positioning with micro to
nanometer accuracy because of their backlash.
In those ten years, we have developed 3-
degrees-of-freedom (3DoF) mobile mechanism
with less than 10nm positioning resolution. In
various experiments, we have concluded that
one of the breakthrough technologies for
practical use of them is how well we can obtain
sufficient positioning repeatability and accuracy.
Particularly, precision and accuracy of the last
one step is very important for precise work.
Visual feedback technology with CCD-camera is
powerful method to measure the robots’
positions, however the measuring speed is only
0.1 second if we use 500M-pixel-camera. That is
the reason why the visual feedback technology
is not good enough for controlling the robot high
speed because we cannot measure velocity with
sufficient resolution. Optical linear encoders
have attracting performances because their
measuring speed is very fast, over 1m/s, with
sufficient measuring resolution, less than 0.5micrometer.
However, there are almost no reports that show
the design of integrated three-degrees-offreedom
(3DoF) inner position sensors within
one step-motion for those precise mobile
mechanisms. In this research, we present a
newly proposed design of the integrated 3DoF
inner position sensor. We also explain how to
obtain 3DoF displacements from the four
measured distances. In experiments, we move
the robot 20micrometer-rectangular-shaped path with
0.5micrometer positioning resolution. We have
confirmed that the proposed inner sensor has
sufficient feasibility to improve the positioning
accuracy of the omnidirectional and holonomic
inchworm mechanisms. We also discuss about
the potential benefit of flexible, energy-efficient,
vibration-less, and multi-functional miniature
robots factory in bio-medical, nanoscience, and
chip-mounting technologies collaborated by
those compact mobile mechanisms. -
Experimental formulation of capillary force between an adhesional wetting surface and an immersional wetting end of rod
N. Mouri, O. Fuchiwaki, Y. Tanaka, Y. Koyata
ASPE/ASPEN Summer Topical Meeting Manufacture and Metrology of Freeform and Off-Axis Aspheric Surfaces ASPE/ASPEN
開催年月日： 2014年6月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Hawaii, USA
Recently, miniaturization of portable devices and
their electronic parts has been remarkable.
Consequently, the need for micro manipulation
to make more complex and smaller devices is
increasing. One of major devices to pick up
micro electronic parts is a vacuum pick-up
nozzle which generates sufficient force and
contamination-free. However, it still has 4 main
problems. First, it can’t hold complex-shaped
objects such as wires and springs because of an
air leak. Second, it can’t hold less than 0.15mm
objects because it is difficult to control the
negative pressure when an inner diameter of the
nozzle becomes less than 0.1mm. Third, the
nozzle is not suitable for picking up fragile parts
because of a solid contact between the part and
the nozzle. Forth, it causes a sticky problem; the
micro objects are easily trapped by adhesive
forces, such as electrostatic force, interfacial
force, viscous drag force which is normally
negligible over cm-sized objects. Mechanical
tweezers is also major to pick up objects.
However, it also has the sticky problem. We
have focused on capillary force to pick up micro
objects. There are many study examples of
picking up micro objects by capillary force.
[1][2][3] We have developed a new device called
“Wet tweezers” to solve these problems over the
past few years. The wet tweezers can adapt to
complex-shaped objects because the liquid
changes its shape flexibly according to any
shape of the contact surface. And it doesn’t
have the sticky problem. We have already
checked that the wet tweezers can pick up
1mm-squared electronic parts. However, we
have not formulated the capillary force because
it has unique boundary condition. The capillary
force between two adhesional-wetting solids is
well-known. However, the wet tweezers makes a
liquid bridge between an adhesional-wetting
surface and an immersional- wetting end of the
rod. That is unique boundary condition because
“contact angle” is not exist at the end of the rod;
an edge angle of the meniscus at the end of the
rod can change due to a distance between the
adhesional-wetting surface and the end of the
rod. That makes the estimation of the amount of
the capillary force difficult because we need the
relationship among the distance, the capillary
force, and the edge angle experimentally and/or
theoretically. We have observed the shape of
liquid bridge and the capillary force measured by
electric balance simultaneously at the various
distances. Then, we have formulated the shape
by using geometrical approximation. To check
the accuracy of the formulation, we have
compared measured value of the capillary force
with the calculated value from the formula. We
have also discussed interesting experiments
using a gel-coated rod. [4] -
Modeling and analysis of a heat engine with coil-spring-shaped SMA for steady state performance and starting condition
H. Aono, R. Imamura, and O. Fuchiwaki, Y. Yamanashi, K. F. Böhringer
ASPE/ASPEN Summer Topical Meeting Manufacture and Metrology of Freeform and Off-Axis Aspheric Surfaces ASPE, ASPEN
開催年月日： 2014年6月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Hawaii, USA
Recently, there are various micromanipulation
technologies [1,2,3]. However, they need wide
area compared with a size of their micro targets.
They are not able to manipulate large amount of
micro objects simultaneously and individually
because those micromanipulation have done by
an outside forces such as optical trapping forces
and electromagnetic forces. In many years,
people are desired to develop micro robots, less
than 1mm3, which move freely inside biomedical
bodies and blood vessels. If we can
develop the micro robots whose sizes are less
than 1mm3, it has high usability because several
robots can manipulate several objects
simultaneously and individually. They can carry
medicine and/or examine directly at disease
parts on-site. To move numerous micro robots
simultaneously and individually, we need add
energy harvester and self-propulsion capability
to the micro robot. However, there are two main
problems. One is “ Sticky Problem”,
robot are easily trapped by adhesive forces,
such as electrostatic force, interfacial force, and
viscous drag force which are normally negligible
over cm-sized objects. Another is energy source
problem because it is very hard to embed power
source with sufficient energy density in only
1mm3-sized body. Therefore, we believe the
micro robot should harvest energy from
environment. In the natural world, there are
many microbes lived in liquid, such as water flea
and paramecium. They move freely with
harvesting energy by eating foods and
absorbing solar energy in liquid. Those microbes
have already solved sticky problem because
electrostatic force and interfacial force are
dampen very well in a liquid and do not trap
microbes at all. That is the reason why we
believe we should move the micro robot in a
liquid. Conventional studies of the micro robot
have categorized flying-type in the air [4],
floating-type on the water surface, and
swimming-type in a liquid [5,6]. Last year we
have designed and analyzed unique design of
the in-liquid micro robot that is composed of a
voltaic cell as an energy harvester and a comb
actuator as a source of motion [7]. However we
have concluded we need over 2000V to move
the in-liquid micro robot with velocity of 0.1mm/s;
2V of the voltaic cell is not sufficient as the
energy source for the comb actuator. Recently
we have focused on a heat engine with Shape
Memory Alloy actuator (SMA actuator) with coilspring
characteristics [8,9]. In this article, we
have described the heat engine that is
composed of SMA actuator and two pulleys and
three gears. We have also calculated the motion
of the heat engine at the steady state and
formulate the starting condition. -
M. Yatsurugi, O. Fuchiwaki, A. Oi and T. Higuchi
IEEE Int'l. Conf. on Robotics & Automation (ICRA 2014) IEEE
開催年月日： 2014年5月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Hong Kong
In this paper, we describe design and development of a 3-axis proportional-integral-derivative (PID) controller for a holonomic precision inchworm robot. The mechanism has two Y-shaped electromagnets and six piezoelectric actuators (PAs) for obtaining 3-degrees-of-freedom (3DoF) motion on well-polished ferromagnetic surfaces. To measure its 3DoF position simultaneously, an integrated 3DoF inner position sensor composed of 4 linear encoders are developed. In experiments, we have checked that this arrangement of the encoders is valid for measuring the 3DoF motion under a condition without disturbance. To be robust against the disturbance, we also discuss requirement of an acceleration feedforward controller with 3 motion sensors to detect disturbance and slips of supporting electromagnet. This paper is first article which demonstrates simultaneous 3-axis PID control with nanometer-scale positioning resolution of miniature mobile robot driven by PAs. We also discuss about the future direction of the realization of compact, precise, fast, flexible, and energy-efficient mobile robotic factory.
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浸漬－付着濡れ境界条件でのロッドと平板間に作用する液架 橋力の測定と定式化
毛利紀之，渕脇大海
2014年度ロボティクス・メカトロニクス講演会 日本機械学会
開催年月日： 2014年5月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：富山国際会議場
In this paper, we have reported that experimental formulation of capillary force between an adhesional wetting surface and the immersional wetting end of a rod. We have developed “Wet tweezers” for picking and placing of tiny and complex shaped objects. The wet tweezers are composed of two movable rods and two thin tubes. Two rods penetrate the liquids in corresponding thin tubes. If we contact them to an object, we can pick it up by capillary force. The wet tweezers makes a liquid bridge between an adhesional-wetting surface and an immersional-wetting end of the rod. We have observed the shape of liquid bridge and the capillary force measured by electric balance simultaneously at the various distances. Then, we have formulated the shape by using geometrical approximation. To check the accuracy of the formulation, we’ve compared measured value of the capillary force with the calculated value from the formula. We also discuss interesting experiments using a gel-coated rod.
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ソレノイド アクチュエータの垂直方向の力の測定のための実験システム
江塚航，渕脇大海
2014年度ロボティクス・メカトロニクス講演会 日本機械学会
開催年月日： 2014年5月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：富山国際会議場
In previous report, we have reported that 3 degrees of freedom precise mobile mechanism that is composed of
three solenoid actuators and 4 “Moonie” piezoelectric actuators. The mechanism moves like an inchworm by an
synchronization of an alternately fixing of two legs to a floor and vibrations of the piezoelectric actuators. However,
this mechanism does not move precisely as designed because of ununiformity of the static forces among 6 legs and
the floor. In this report, we have described newly-proposed frictional force control method based on the internal force
feedback control of the 3 solenoid actuators with 6 pressure sensors attached to the 6 legs. -
液中マイク ロロボット実現のためのヒートエンジンの発生トルクの定式化と原理確認用試作機の開発
今村凌大，青野弘幸，渕脇大海
2014年度ロボティクス・メカトロニクス講演会 日本機械学会
開催年月日： 2014年5月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：富山国際会議場
In this paper, we have reported that design and development of a heat engine with Shape Memory Alloy actuator
(SMA actuator) as a proof of concept prototype of a propulsion device for an in-liquid micro robot. There are two
problems to develop micro robots with 1mm3. Those are a sticky problem and an energy source problem. To
investigate solutions of those problems, we look at the natural world and found out microbes are living in liquid.
They harvest energy by eating foods and solar energy and move freely in liquid; they have already solved these two
main problem. That is our motivation to research and develop micro robot which moves in liquid. In this report, we
have proposed the mechanical model with 3 gears, 2 pulleys and the coil-shaped SMA and analyze in a steady state to
formulate the output torque and generated force. -
液中マイク ロロボット実現のためのヒートエンジンの定常状態の運動解析と始動条件の定式化
青野弘幸，今村凌大，渕脇大海
2014年度ロボティクス・メカトロニクス講演会 日本機械学会
開催年月日： 2014年5月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：富山国際会議場
In this paper, we have reported that a feasibility study of an in-liquid micro robot driven by a heat engine with
Shape Memory Alloy actuator (SMA actuator) with coil-spring characteristics. There are two problems to develop
micro robots with 1mm3. Those are a sticky problem and an energy source problem. To investigate solutions of those
problems, we look at the natural world and found out microbes are living in liquid. They harvest energy by eating
foods and solar energy and move freely in liquid; they have already solved these two main problem. That is our
motivation to research and develop micro robot which moves in liquid. In this report, we have proposed the heat
engine which consists of SMA actuator and several gear wheels and pulleys. We have also analyzed the heat engine
to formulate torque and power in a steady state as function of generative force. We also describe the frictional
condition of starting. -
四つの小型エンコーダによる0．5μm の分解能を有する三軸精密距離計測システムの開発
大井章生，渕脇大海
2014年度ロボティクス・メカトロニクス講演会 日本機械学会
開催年月日： 2014年5月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：富山国際会議場
Precision and accuracy of the last one step is very important for precise work. Visual feedback technology with CCDcamera
is powerful method to measure the robots’ positions, however the measuring speed is only 0.1 second if we use
500M-pixel-camera. That is the reason why the visual feedback technology is not good enough for controlling the robot
high speed because we cannot measure velocity with sufficient resolution. Optical linear encoders have attracting
performances because their measuring speed is very fast, over 1m/s, with sufficient measuring resolution, less than 0.5
μm. However, there are almost no reports that show the design of integrated three-degrees-of-freedom (3DoF) inner
position sensors within one step-motion for those precise mobile mechanisms. In this research, we present a newly
proposed design of the integrated 3DoF inner position sensor. We also explain how to obtain 3DoF displacements from
the four measured distances. -
超音波ドライバーの応用例「ディスペンサー及びウェットピンセット」
渕脇大海 [招待有り]
PI第二回プライベートセミナー 日本PI
開催年月日： 2014年1月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京カンファレンスセンター
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液中マイク ロロボット実現のための液中小型ヒートエンジンの基礎研究
青野弘幸，今村凌大，渕脇大海
第５回マイクロ・ナノ工学シンポジウム 日本機械学会
開催年月日： 2013年11月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：仙台国際センター（宮城県仙台市）
In this paper, we describe design and development of proof-of-concept prototype of a micro heat engine for an in-liquid micro robot. There are two main problems to develop a micro robot within 1mm3. Those are a sticky problem and an energy source problem. To solve those problems, we look at the natural world and found out almost all micro animate beings are living in liquid such as microbes and water fleas. They harvest energy by eating foods and absorbing solar energy, and they move freely in liquid; they have already solved sticky problem and energy source problem. That is our motivation to research and develop micro robot which moves in liquid. In this report, we have proposed new concept of the robot using heat engine composed of gear and pulley and shape memory alloy actuator as its source of motion. We make 1cm3 sized proof-of-concept prototype of the heat engine to check its basic performance. We also discuss about possibility and applications of the in-liquid micro robot.
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Development of an inchworm mobile mechanism moved on non-magnetic surface by swithching of vertical inner force between two Y-shaped legs by solenoid actuators
Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN 2013)
開催年月日： 2013年11月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Taipei
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Development of Wet Tweezers based on capillary force for Complex-Shaped and Heterogeneous Micro-Assembly
IEEE Int'l. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS 2013)
開催年月日： 2013年11月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Tokyo
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Design and development of in-liquid micro robot with self-energy harvesting and self-propulsion functions -Study of coupled model of fluid dynamics and electro circuit and design of proof of concept prototype-
Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN 2013)
開催年月日： 2013年11月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Taipei
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Motion Simulation of Debris Capture with Super Multi-link Space Manipulator
Int'l Symp. on Space Tech. and Sciences 2013
開催年月日： 2013年6月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
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インチワー ム機構の内力切り替え用磁気アクチュエータの開発と非磁性体 面上での駆動実験
大井章生，渕脇大海
2013年度ロボティクス・メカトロニクス講演会 機械学会 ロボティクス・メカトロニクス部門
開催年月日： 2013年5月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：つくば国際会議場
In this paper, we have reported that design and dynamic analysis of a 3 DOF mobile mechanism which moves on a table made by non-magnetic materials. Previous mechanism has a pair of Y-shaped electromagnets and six piezoelectric actuators. This mechanism runs on working table which is made by special ferromagnetic alloy, such as 3% silicon steel. In the mechanism, two horseshoe-shaped electromagnets and the table make a closed magnetic circuit to fix the ferromagnetic surface. However, we need high processing cost to polish the table. In this paper, we have developed the mechanism with solenoid actuators to make mechanism move on a table made by non-magnetic material. Design procedure, dynamic analysis, and chip mounting application are also discussed to cultivate the flexible, low-inertia, compact, and omnidirectional precise positioning.
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液中小型推 進機構の力学・電気回路モデルによる連成解析とFEM解析 による機構の設計
青野弘幸，渕脇大海
2013年度ロボティクス・メカトロニクス講演会 機械学会 ロボティクス・メカトロニクス部門
開催年月日： 2013年5月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：つくば国際会議場
In this paper, we have reported that design and analysis of an in-liquid micro robot with self-energy harvesting and self-propulsion functions. There are two problems to develop micro robots with 1mm3. Those are a sticky problem and an energy source problem. To investigate solutions of those problems, we look at the natural world and found out microbes are living in liquid. They harvest energy by eating foods and solar energy and move freely in liquid; they have already solved sticky problem and energy source problem. That is our motivation to research and develop micro robot which moves in liquid. In this report, we have proposed new concept of the robot composed of voltaic cell as energy harvester and comb actuator as its source of motion. We have estimated the dynamic motion of the robot by simple linear model. We have also conduct FEM analysis to check its performance.
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Design of an Integrated 3DoF Inner Position Sensor and 2DoF Feedforward Control for a 3DoF Precision Inchworm Mechanism
IEEE Int'l. Conf. on Robotics & Automation (ICRA 2013)
開催年月日： 2013年5月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
開催地：Karlsruhe
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Flexible & multi-probing micro/nano processing organzied by 3-DOF miniature inchworm robots
Proc. of Int'l. Conf. on Emerging Advanced Nanomaterials(ICEAN)
開催年月日： 2012年10月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
開催地：Brisbane
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Study of a transient response and a precise positioning control within 1 step motion by FF/FB control for a 3-DOF inchworm mobile mechanism
Proc. of the IUMRS Int. Conf. on Electronic Materials (IUMRS-ICEM 2012)
開催年月日： 2012年9月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Yokohama
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Transient response analysis and FF/FB control with 0.05 micro meter resolution for 3-DOF Inchworm Mobile Mechanism
Proc. of the 2012 IEEE Int'l. Conf. on Mechatronics and Automation(ICMA2012)
開催年月日： 2012年8月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Chengdu
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Development of Dispenser for High-Viscosity Liquid and Pick & Place of Micro Objects Using Capillary Force
Proc. of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology(ASPEN2011)
開催年月日： 2011年11月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Hong Kong
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Development of a 3-DOF Mobile Positioning Mechanism with 6 Contact Points
Manabu Yatsurugi and Ohmi Fuchiwaki
Proc. of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology(ASPEN2011)
開催年月日： 2011年11月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Hong Kong
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In-liquid micromanipulation by insect-sized precise robots
Ohmi Fuchiwaki
Capillary based microfluidics 2.0
開催年月日： 2011年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：William H. Foege building, UW, Seattle,
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Development of 3-DOF Inchworm Mechanism Organized by a Pair of Y-shaped Electromagnets and 6 piezoelectric Actuators- Design, Approximate Analysis by 3-DOF Simple Harmonic Vibration, and Experimental Results of Translational Motions-,
Proc. of the 2011 IEEE Int'l. Conf. on Intelligent Robots and Systems(IROS2011)
開催年月日： 2011年9月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：San Francisco
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Study of Positioning Accuracy for Miniature 3 DOF Inchworm Mechanism for Accurate & Flexible Microscopic Processing
Proc. of 2011 IEEE/ASME Int'l Conf. on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM2011)
開催年月日： 2011年7月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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Development of the Precise Miniature Robot with 3 DOF - Improvement of Uniformity of Straight Motion and Maximum Speed
Proc. of the 4th Int'l. Conf. on Positioning Technology 2010 (ICPT 2010)
開催年月日： 2010年11月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Busan, Korea
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Development of FF/FB Control Device for Precise Miniature Robot with 3 DOF
Proc. of the 4th Int'l. Conf. on Positioning Technology 2010 (ICPT 2010)
開催年月日： 2010年11月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Busan, Korea
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Dynamical Analysis and Improvement of Velocity for 3 DOF Precise Inchworm Mechanism
Proc. of the 2010 IEEE Int'l. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS 2010)
開催年月日： 2010年10月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Taipei
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Automatic egg-cell gathering by two versatile miniature robots and a miniature pump on an inverted microscopy
Proc. of Int'l Conf. on Precision Engineering (ICoPE2010)
開催年月日： 2010年7月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Singapore
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独立三自由度を有する自走式精密位置決め機構による精密作業～複数台による卵細胞の複合処理の試み～
2010年精密工学会春季大会
開催年月日： 2010年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
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独立三自由度を有する自走式精密位置決め機構の改良～位置決め再現性の向上、速度向上の試み～
2010年精密工学会春季大会
開催年月日： 2010年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
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独立三自由度を有する自走式精密位置決め機構の制御手法の研究―顕微画像を用いたＦＦ／ＦＢ制御の試み―
2010年精密工学会春季大会
開催年月日： 2010年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
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卵細胞のマイクロ流体力学に基づく精密作業
渕脇大海 [招待有り]
Fluid Power System ワークショップ
開催年月日： 2009年6月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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Feedback Nano Position Control for Micro Robot in XYθ directions with Micro Liner Encoders
Naoya HATA, Masahiro TAGUCHI, Hisayuki AOYAMA, Ohmi FUCHIWAKI
Int'l. Conf. on Positioning Technology (ICPT 2008)
開催年月日： 2008年11月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Hamamatsu, Japan
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Development of a Positioning & Compensation Device for a Versatile Micro Robot
Proc. of the 2008 IEEE Int'l. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS 2008)
開催年月日： 2008年9月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Niece, France
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Development of sub-pico litter dispensing mechanism with precise automatic optical positioning system
Yutaka Adachihara, Tomoyuki Ekko, Hisayuki Aoyama, Ohmi Fuchiwaki, Yuka Irie, Shunichi Dejima, Takashi Usuda
ISPE Int'l. Conf. on CAD/CAM, Robotics & Factories of the Future (CARS & FOF 2008) 2008年7月
開催年月日： 2008年7月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
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Nano control for micro tilting semispherical stage supported by three piezo elements
Toshio Koizumi, Shunsuke Kanegae, Naoya Hata, Hidehiro Nomura, Yuka Irie, Ohmi Fuchiwaki, Hisayuki Aoyama
ISPE Int'l. Conf. on CAD/CAM, Robotics & Factories of the Future (CARS & FOF 2008)
開催年月日： 2008年7月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
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Multi-axial Micromanipulation Organized by Versatile Micro Robots and Micro Tweezers
Proc. of IEEE Int'l. Conf. on Robotics & Automation(ICRA2008)
開催年月日： 2008年5月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
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Image Based Automatic Navigation with Three Micro Robots for Precise Operation
Proc. of 24th ISPE Int'l. Conf. on CAD/CAM, Robotics & Factories of the Future(CARS & FOF 2008)
開催年月日： 2008年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
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Development of the micro manipulation tools using micro liquid control for microscopic operations system
Proc. of the 3rd Int'l. Conf. on Positioning Technology 2008 (ICPT 2008)
開催年月日： 2008年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Hamamatsu, Japan
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Precision Distance-Measurement of Versatile Piezo Driven Micro Robot Movement
Proc. of 24th ISPE Int'l. Conf. on CAD/CAM, Robotics & Factories of the Future(CARS & FOF 2008)
開催年月日： 2008年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
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Piezo driven micro robot with precise height adjustable four points contact legs
Proc. of 24th ISPE Int'l. Conf. on CAD/CAM, Robotics & Factories of the Future(CARS & FOF 2008)
開催年月日： 2008年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
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リニアエンコーダを用いた超小型自走機械の精密位置決め
第20回電磁力関連のシンポジウム
開催年月日： 2008年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：別府ビーコンプラザ
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第110報 二枚の板バネを用いた四点接地機構の開発―
2008年度精密工学会春季大会
開催年月日： 2008年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：明治大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第111報 一歩内動作における自走機械の移動量測定―
2008年度精密工学会春季大会
開催年月日： 2008年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：明治大学
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小型自走機械による超精密生産機械システム 第112報 画像解析による自走機械3台の広域誘導
2008年度精密工学会春季大会
開催年月日： 2008年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：明治大学
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Microscopic Operation System Using Piezo Based Micro Robots
Atsushi OGURI, Daigo MISAKI, Ning ZHU, Ohmi FUCHIWAKI and Hisayuki AOYAMA
Int'l. Japan-Korea Seminar on Ceramics
開催年月日： 2007年11月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Shizuoka, Japan
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Development of the Orthogonal Micro Robot for Accurate Microscopic Operations
Proc. of Int'l. Conf. on Mechatronics and Automation (ICMA 2007)
開催年月日： 2007年8月
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
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Precise Micro Robot Bio-Cell Manipulation Based on the Microscopic Image Recognition
Mechatronics for Safety, security and Dependability in a New Era
開催年月日： 2007年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第108報 永久磁石内蔵型ＸＹリニアステージを用いた顕微授精システム―
2007年度精密工学会春季大会
開催年月日： 2007年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：芝浦工業大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第109報 電磁石を用いた極微小液滴塗布機構の作成―
2007年度精密工学会春季大会
開催年月日： 2007年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：芝浦工業大学
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微小液滴塗布用光学式針先非接触検知機構の開発
2007年度精密工学会秋季大会
開催年月日： 2007年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：旭川勤労者福祉会館
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Versatile piezo driven micro robot for micro parts transportation
Asian Symposium for precision Engineering and Nanotechnology 2007 (ASPEN 2007)
開催年月日： 2007年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Gwangju
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Desktop Micro Robots Factory for Micro Production
Proceedings of the Int'l. Conf. on Engineering
開催年月日： 2007年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
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Sub-pico Liter Dispensing Mechanism With Precise Optical Gap Detector
Proc. of ASPE2007 Annual meeting
開催年月日： 2007年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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3D Model Reconstruction With Non-contact Rotation Mechanism Using Micro Robots
Proc. of ASPE2007 Annual meeting
開催年月日： 2007年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
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Desktop Micro Robots Factory for Micro Production
Proceedings of the 24th Int'l. Japan-Korea Seminar on Ceramics
開催年月日： 2007年
記述言語：その他外国語 会議種別：口頭発表（一般）
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Micro Robot Manipulation System for Micro Object Observation and Manipulation
Daigo Misaki, Atushi Oguri, Naoto Chiba, Nomura Yoshihiro, Ohmi Fuchiwaki and Hisayuki Aoyama
Asia Int'l. Symposium on Mechatronics
開催年月日： 2006年12月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Hong Kong
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Precise microscopic observation system based on the non-contact rotational mechanism using a micro robot
Daigo Misaki, Atushi Oguri, Ning Zhu, Ohmi Fuchiwaki and Hisayuki Aoyama
Int'l. Conf. on Positioning Technology (ICPT)
開催年月日： 2006年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Jeju, China
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Non-Contact Bio Cell Manipulation by Nonlinear Micro Flow around the Vibrated Pipette on Micro Robot
Hisayuki Aoyama, Naoto Chiba, Ohmi Fuchiwaki, Daigo Misaki, Takashi Usuda
ASPE 2006 Annual meeting
開催年月日： 2006年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Monterey, USA
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第105報 極微少液滴塗布機構の性能評価―
越湖智之，渕脇大海，青山尚之，見崎大悟，臼田孝
2006年度精密工学会秋季大会 精密工学会
開催年月日： 2006年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：宇都宮大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第106報 圧電変位拡大機構による高速化―
三上匡博，渕脇大海，青山尚 之，見崎大悟，臼田孝
2006年度精密工学会秋季大会 2006年 精密工学会
開催年月日： 2006年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：宇都宮大学
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Development of Inertia Driven Micro Robot with Nano Tilting Table for SEM Operation
Yoshihiro Nomura, Ohmi Fuchiwaki, Hisayuki Aoayama
ASME/JSME Joint Conf. on Micromechatronics for Information and Precision Equipment (MIPE 2006) ASME/JSME
開催年月日： 2006年6月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Santa Clara California
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Desktop Micro Machining System by Multiple Micro Robots
Hisayuki Aoyama, Ohmi Fuchiwaki, Daigo Misaki and Takashi Usuda
IEEE Int'l. Conf. on Robotics, Automation & Mechatronics (RAM2006) IEEE
開催年月日： 2006年6月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Bangkok
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微小磁性柔軟体の形状制御
小図子武弘，青山尚之，渕脇大海，見崎大 悟，臼田孝
2006年度精密工学会春季大会 精密工学会
開催年月日： 2006年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京理科大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第104報 ピペット振動による局所流動を用いた新しい細胞操作方法の提案
千葉直人，野村英寛，渕脇大海，朴炳湖， 見崎大悟，臼田孝，青山尚之
2006年度精密工学会春季大会 精密工学会
開催年月日： 2006年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京理科大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第103報FB制御とFF制御を用いた作業システムの開発―
川井崇史，鈴木義昭，渕脇大海，青山尚之，見崎大悟，臼田孝
2006年度精密工学会春季大会 精密工学会
開催年月日： 2006年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京理科大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第102報 インチワーム式球面３自由度マニピュレーターの搭載―
伊藤 暁，渕脇大海，見崎大 悟，臼田孝，青山尚之
2006年度精密工学会春季大会 精密工学会
開催年月日： 2006年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京理科大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第101報 最小二乗法と逐次学習機能を用いたXYθ型移動機構の動作補正―
田中哲治，渕脇大海，見崎大 悟，臼田孝，青山尚之
2006年度精密工学会春季大会 精密工学会
開催年月日： 2006年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京理科大学
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電磁圧電インチウォーム小型直交XYリニアステージ
梅木偉斗, 渕脇大海, 青山尚之, 臼田孝，見崎大悟
第１８回電磁力関連のシンポジウム
開催年月日： 2006年
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：神戸国際会館
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第107報 超小型精密移動機構の移動性能の評価方法について―
入江優花，青山尚之，渕脇大海，見崎大 悟，臼田孝
2006年度精密工学会秋季大会 2006年 精密工学会
開催年月日： 2006年
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：宇都宮大学
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Micro Robotics and Its Bio-Applications
Daigo Misaki, Ohmi Fuchiwaki, Naoto Chiba, Hisayuki Aoyama
Int'l. Conf. on Precision Engineering and Micro/Nano Technology in Asia (ASPEN2005)
開催年月日： 2005年11月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Shenzhen
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Nano-Micro Imprinting System Operated by Micro Robots
Y. Suzuki, O. Fuchiwaki, T. Usuda, Y. Kato and H. Aoyama
1st Topical Meeting on Microfactories Desktop MEMS and Nano Factories
開催年月日： 2005年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Tsukuba
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第95報 XYθ型小型自走機械のインチウォーム動作の等速制御手法―
鈴木義昭，渕脇大海, 見崎大悟，臼田孝，青山尚之
2005年度精密工学会秋季大会 精密工学会
開催年月日： 2005年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：京都大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第99報 XYθ型移動機構の固有パラメータを用いた自動補正システムの改良―
田中哲治，渕脇大海，見崎大 悟，臼田孝，青山尚之
2005年度精密工学会秋季大会 2005年9月 精密工学会
開催年月日： 2005年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：京都大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第98報-複数のピペット振動による局所流動を用いた卵細胞の位置決めと三次 元精密回転の試み―
千葉直人，野村英寛，渕脇大海，朴炳湖， 見崎大悟，臼田孝，青山尚之
2005年度精密工学会秋季大会 精密工学会
開催年月日： 2005年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：京都大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第97報-マイクロピンセットの開発―
伊藤 暁，渕脇大海，見崎大 悟，臼田孝，青山尚之
2005年度精密工学会秋季大会 精密工学会
開催年月日： 2005年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：京都大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第96報-デスクトップマイクロファクトリの可搬性に優れた補正システムの開発―
川井崇史，鈴木義昭，渕脇大海，青山尚 之，見崎大悟，臼田孝
2005年度精密工学会秋季大会 精密工学会
開催年月日： 2005年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：京都大学
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高分子エマルションを用いた微生物型マイクロマシンの開発
小図子武弘，渕脇大海，青山尚之
2005年度精密工学会秋季大会 精密工学会
開催年月日： 2005年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：京都大学
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Automatic Micro-Indentation and Inspection System by Piezo Driven MicroRobot with Multiple Inner Sensors
Ohmi Fuchiwaki, Nobuyuki Tobe, Hisayuki Aoyama, Daigo Misaki, Takashi Usuda
IEEE Int'l. Conf. on Mechatronics & Automation (ICMA 2005) IEEE
開催年月日： 2005年7月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Niagara Falls, Canada
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Development of micro rescue robot - human detection
Atsuhisa Himoto, Hisayuki Aoyama, Ohmi Fuchiwaki, Daigo Misaki and Theodore Sumrall
IEEE Int'l. Conf. on Mechatronics (ICM 2005) IEEE
開催年月日： 2005年7月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Taipei
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Microscopic operation system using multiple micro robots -Cooperation microscopic operation within a microscopic field
Yoshihiro Nomura, Daigo Misaki, Ohmi Fuchiwaki, Takeshi Usuda, Hiosayuki Aoyama
KSME-JSME Joint Int'l. Conf. on Manufacturing, Machine Design and Tribology KSME-JSME
開催年月日： 2005年6月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Seoul
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Micro Hopping Robot with IR Sensor for Disaster Survivor Detection
Hisayuki Aoyama, Atushi himoto, Ryutaro Misumi, Ohmi Fuchiwaki, Daigo Misaki, Thedore Sumrall
IEEE Int'l. Workshop on Safety, Security and Robotics IEEE
開催年月日： 2005年6月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Kobe
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Versatile Micro Robots for Precise & Flexible Cell Processing
Ohmi Fuchiwaki, Hisayuki Aoyama
44th ICAT/JTTAS Joint Int'l. Smart Actuator Symposium 2005年4月 ICAT/JTTAS
開催年月日： 2005年4月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
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産総研における振動加速度標準の整備と今後の課題
臼田 孝, 大田明博, 石神民雄, 渕脇大海, 見崎大悟, 青山尚之, 佐藤宗純
2005年度精密工学会春季大会 精密工学会
開催年月日： 2005年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：慶應大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第94報 自走機械のための精密誘導システムの開発―
脇海道豊, 川井崇史, 茅野史郎, 渕脇大海, 青山尚之, 見崎大悟, 臼田孝
2005年度精密工学会春季大会 精密工学会
開催年月日： 2005年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：慶應大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第93報 顕微授精システムへの応用―
藤井裕介, 梅木偉斗, 千葉直人, 井上幸人, 渕脇大海, 青山尚之
2005年度精密工学会春季大会 精密工学会
開催年月日： 2005年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：慶應大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第92報 極微少液滴塗布機構によるマイクロエマルションの生成―
木原浩孝, 越湖智之, 渕脇大海, 青山尚之, 水谷祐輔, 見崎大悟, 井野内康克
2005年度精密工学会春季大会 精密工学会
開催年月日： 2005年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：慶應大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム―第91報 極微少液滴塗布機構の精密自動振幅制御―
越湖智之, 木原浩孝, 戸部信幸, 渕脇大海, 青山尚之, 見崎大悟, 臼田孝, 井野内康克
2005年度精密工学会春季大会 精密工学会
開催年月日： 2005年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：慶應大学
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XYθ型自走機械による精密ドリル加工システムの開発
川井崇史, 脇海道豊, 渕脇大海, 青山尚之, 見崎大悟, 臼田 孝
ロボティク・メカトロニクス講演会'05 2005年 日本ロボット学会、日本機械学会
開催年月日： 2005年
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：神戸国際展示場
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微細ツールを搭載した超小型ロボットと焦点自動位置決め
梅木偉斗, 千葉直人, 鈴木義昭, 藤井裕介, 渕脇大海
ロボティク・メカトロニクス講演会'05 2005年 日本ロボット学会、日本機械学会
開催年月日： 2005年
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：神戸国際展示場
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3D Micro Robot Manipulation Control Based on Intelligent Microscopic Image Recognition
Daigo Misaki, Chiba Naoto, Takeshi Usuda, Ohmi Fuchiwaki and Hisayuki Aoyama
Int'l. Conf. on Machine Automation 2004年11月
開催年月日： 2004年11月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Osaka
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小型自走機械群による超精密生産機械システム (第88報) -インチワーム駆動と慣性駆動を併用した高速精密位置決め動作
藤井裕介，渕脇大海，青山尚之，見崎大悟
2004年度精密工学会秋季大会学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2004年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：島根大学
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マイクロ振動モーターによる共振式跳躍移動機構 第四報ー赤外線センサーによる被災者探査の試み
樋元淳尚，渕脇大海，青山尚之
2004年度精密工学会秋季大会学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2004年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：島根大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム(第90報) -ピペット振動による卵細胞の非接触回転位置決め
千葉直人，梅木偉斗，渕脇大海，青山尚 之，見崎大悟
2004年度精密工学会秋季大会学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2004年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：島根大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム(第89報)-微少液滴（ピコリットル）塗布機構を用いた塗布量の制御ロボットの構成
木原浩孝，渕脇大海，青山尚 之，水谷祐輔，見崎大悟，井野内康克
2004年度精密工学会秋季大会学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2004年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：島根大学
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3D Micro Image Recognition for in Bio-Cell Operation by Micro Robots
Daigo Misaki, Chiba Naoto, Usuda Takeshi, Ohmi Fuchiwaki, Hisayuki Aoyama
annual meeting of ASPE 2004年10月 ASPE
開催年月日： 2004年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Orland
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Desktop Micro Drilling and Assembling System by Microrobots -Combination of Global and Local Positioning System-
Yutaka Wakikaido, Takeshi Kawai, Shirou Kayano, Daigo Misaki, Ohmi Fuchiwaki, Takeshi Usuda, Hisayuki Aoyama
Int'l. Workshop on Microfactories 2004年10月
開催年月日： 2004年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Shanghai
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Improvement of Visual Based Motion Error Compensation for Precise Versatile Micro Robot
Ohmi Fuchiwaki, Daigo Misaki, Hisayuki Aoyama
annual meeting of ASPE 2004年10月 ASPE
開催年月日： 2004年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Orland
-
Precise Automatic Guiding and Positioning of Micro robots with a Fine Tool for Microscopic Operations
Daigo Misaki, Shiro Kayano, Yutaka Wakikaido, Ohmi Fuchiwaki, Hisayuki Aoyama
IEEE/RSJ Int'l. Conf. on Intelligent Robots and Systems (IROS 2004) IEEE/RSJ
開催年月日： 2004年9月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Sendai
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Self-positioning control doe micro robot with optical surface sensor
Nobuyuki Tobe, Ohmi Fuchiwaki, Daigo Misaki, Hisayuki Aoyama and Takeshi Usuda
Asia Int'l. symposium on Mechatronics 2004年9月
開催年月日： 2004年9月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Xian
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Insect Based Navigation of Micro Robots for Artificial Insemination
Hisayuki AOYAMA, Daigo Misaki, Ohmi Fuchiwaki
IEEE Int'l. Conf. on Intelligent Mechatronics and Automation (ICMA 2004) IEEE
開催年月日： 2004年8月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Chendu
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Precise Navigation for Piezo Based Versatile Miniature Robot with self-gauging Detector
Nobuyuki Tobe, Ohmi Fuchiwaki, Daigo Misaki, Takeshi Usuda and Hisayuki Aoyama
Int'l. Conf. on Positioning Technology (ICPT 2004)
開催年月日： 2004年6月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Hamamatsu
-
Piezo Based Micro Robots System for Precise Micro Bio and Chemical Applications
Hisayuki Aoyama, Ohmi Fuchiwaki, Daigo Misaki
9th International Conference on New Actuators
開催年月日： 2004年6月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Bremen
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小型自走機械群による超精密生産機械システム(第86報) -XYθ型移動機構の固有パラメ－タを用いた自動補正システム-
渕脇大海，見崎大悟，青山尚之
2004年度精密工学会春季大会 精密工学会
開催年月日： 2004年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
-
小型自走機械群による超精密生産機械システム(第84報) -多自由度マニピュレ－タの開発-
伊藤暁，藤井祐介，渕脇大海，見崎大悟，青山尚之
2004年度精密工学会春季大会 精密工学会
開催年月日： 2004年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
-
顕微画像認識に基づく超小型ロボットの精密誘導と位置決め
見崎大悟，渕脇大海，青山尚之
第9回ロボティクスシンポジア 日本ロボット学会
開催年月日： 2004年
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：沖縄
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超小型ロボットを用いた顕微作業システム
見崎大悟，野村英寛，斉藤顕，千葉直人，渕脇大海，青山尚之
第13回CAMSUコンファレンス
開催年月日： 2004年
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：静岡大学
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微少液滴(ピコリットル)塗布機構の開発
木原浩孝，水谷祐介，渕脇大海，見崎大悟，青山尚之
ROBOMEC'04 2004年 日本ロボット学会、日本機械学会
開催年月日： 2004年
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：名城大学
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イン・アタッシュケース式ナノ作業用マイクロロボットシステムの開発
鈴木義昭，藤井祐介，渕脇大海，見崎大悟，青山尚之
ROBOMEC'04 2004年 日本ロボット学会、日本機械学会
開催年月日： 2004年
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：名城大学
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The Current progress of measurment Standard for vibration in NMIJ/AIST
Takeshi Usuda, Akihiro Ohta, Tamio Ishigami, Ohmi Fuchiwaki, DaigoMisaki, Hisayuki Aoyama and Sojun Sato
Int'l. Conf. on Vibration Measurement by Laser Techniques, Proc. of SPIE Vol. 5503, pp. 30-38, 2004
開催年月日： 2004年
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
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Flexible Microprocessing Organized by Versatile Microrobots
Ohmi Fuchiwaki, Daigo Misaki and Hisayuki Aoyama
7th Int'l. Conf. on Mechatronics Technology (ICMT 2003)
開催年月日： 2003年12月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Taipei
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小型自走機械群による超精密生産機械システム(第79報) ＸＹθ小型自走機構の自動補正システムの改良
南條隆一，渕脇大海，青山尚之
2003年度精密工学会秋季学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2003年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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小型自走機械群による超精密生産機械システム(第81報) ホッピング加工機による微細溝加工の自動化
藤井祐介，南條隆一，渕脇大海，青山尚之
2003年度精密工学会秋季学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2003年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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Precise manipulation control on three versatile microrobots for flexible micro handling
O. Fuchiwaki and H. Aoyama
18th ASPE Annual meeting 2003年10月 ASPE
開催年月日： 2003年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Portland
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小型自走機械群による超精密生産機械システム(第70報) 光学マウスを利用した搭載型自己位置測定機能
戸部信幸，渕脇大海，青山尚之
2003年度精密工学会春季学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2003年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京農工大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム(第76報) ＸＹθ小型自走機械によるリボルバー式複合微細作業の試み
渕脇大海，斉藤貴康，青山尚之
2003年度精密工学会春季学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2003年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京農工大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム(第73報) ＸＹθ型自走機械の隊列維持制御システムの開発
西澤竜太，藤井祐介，渕脇大海，青山尚之
2003年度精密工学会春季学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2003年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京農工大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム(第72報) 3点支持球による微細マニピュレータの開発と応用
庄司裕一，藤井祐介，渕脇大海，青山尚之
2003年度精密工学会春季学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2003年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京農工大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム(第68報) ＸＹθ型小型自走機械用マニピュレータの開発
庄司裕一，渕脇大海，青山尚之
2002年度精密工学会秋季学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2002年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：熊本大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム(第69報) ＸＹθ型移動機構の円弧動作の自動補正システム
渕脇大海，南條隆一，青山尚之
2002年度精密工学会秋季学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2002年10月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：熊本大学
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Piezo Based Micro Robot for Microscope Instrument
Ohmi Fuchiwaki and Hisayuki Aoyama
Int'l. Conf. on Mechatronics Technology (ICMT 2002)
開催年月日： 2002年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
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Visual Based Motion Error Compensation for Precise Versatile Micro Robot
O. Fuchiwaki and H. Aoyama
ASPE Annual meeting ASPE
開催年月日： 2002年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：St. Louis
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小型自走機械群による超精密生産機械システム（第62報） ＸＹθ型位置機構のツール先端の円弧動作
庄司裕一，南條隆一，渕脇大海，青山尚之
2002年度精密工学会春季学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2002年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京工業大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム（第64報）ＸＹθ型位置機構の顕微鏡下微細作業
渕脇大海，木須隆，青山尚
2002年度精密工学会春季学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2002年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京工業大学
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小型自走機械群による超精密生産機械システム（第63報） ＸＹθ型位置機構の自動補正システム
南條隆一，庄司裕一，渕脇大海，青山尚之
2002年度精密工学会春季学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2002年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京工業大学
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Design and Control of Versatile Micro Robot for Microscopic Manipulation
O. Fuchiwaki and H. Aoyam
ASPE Annual meeting ASPE
開催年月日： 2001年12月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Washington DC
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型自走機械群による超精密生産機械システム（第58報） ＸＹθ型小型自走機械の位置決め性能と微細加工ステージへの応用
渕脇大海，庄司裕一，木須隆，南條隆一，青山尚之
2001年度精密工学会秋季学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2001年9月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：大阪大学
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Flexible Micro Processing by Multiple Microrobots in SEM
Hisayuki Aoyama and Ohmi Fuchiwaki
IEEE Int'l. Conf. on Robotics & Automation (ICRA 2001) IEEE
開催年月日： 2001年5月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Seoul, Korea
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小型自走機械群による超精密生産機械システム（第49報）XYθに独立自由度を有する小型自走機械の開発
渕脇大海，庄司裕 一，T.Chomchana，青山尚之
2001年度精密工学会春季大会学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2001年3月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京都立大学
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超小型自走機械群による超精密生産システム（第48報）SEM内での微小部品のYAGレーザー接合組み立ての試み
渕脇大海，青山尚之，T.Chomchana，庄司裕一
2000年度精密工学会秋季大会学術講演会 精密工学会
開催年月日： 2000年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：名古屋工業大学
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Flexible Micro-Processing by Multiple Miniature Robots in SEM Vacuum Chamber
Ohmi Fuchiwaki and H. Aoyama
IEEE Int'l. Symposium on Micromechatronics and Human Science2000 (MHS 2000) 2000年10月 IEEE
開催年月日： 2000年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：Nagoya
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３台のマイクロロボットの協調によるSEM内でのフレキシブル試料台の精密位置決めシステム
渕脇大海，青山尚之
第12回「電磁力関連のダイナミックス」シンポジウム 電気学会，日本機械学会,日本AEM学会
開催年月日： 2000年6月 - 2000年7月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：沖縄県那覇市メルパルクOKINAWA「郵便貯金会館」
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SEM内微細作業用超小型自走機械の開発
渕脇大海，郡和寛， 青山尚之
マイクロメカトロニクス学術講演会
開催年月日： 2000年
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（一般）
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SEM内微細作業用マイクロロボットとYAGレーザーによる微細加工
渕脇大海，郡和寛， 青山尚之
日本機械学会ロボメカ部門講演会
開催年月日： 2000年
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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ネットワークによるマイクロロボットの遠隔操作(微細作業用実機システムの開発)
羯磨亮二，渕脇大海，青山尚之
日本機械学会ロボメカ部門講演会
開催年月日： 2000年
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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超小型自走機械群による超精密生産システム（第35報）SEM内遠隔操作による微細作業システムの試み
渕脇大海，郡和寛， 青山尚之
1999 年度精密工学会九州支部沖縄地方学術講演会
開催年月日： 1999年12月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）