平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 東北大学
 
2.研究領域 理工
 
3.研究分野 マイクロメカトロニクス・ソフトメカニクス
 
4.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
5.研究プロジェクト番号 96P00802
 
6.研究プロジェクト名 多数の異種要素からなる分布型マイクロマシン

7.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
江刺 正喜 エサシ マサヨシ 未来科学技術共同研究センター 教授

8.コア・メンバー

コア・メンバー名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
羽根 一博 ハネ カズヒロ 東北大学・大学院工学研究科 教授
小柳 光正 コヤナギ ミツマサ 東北大学・大学院工学研究科 教授
下河辺 明 シモコウベ アキラ 東京工業大学・精密工学研究所 教授

9.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
芳賀 洋一 ハガ ヨウイチ 東北大学・大学院工学研究科 助手
内山 勝 ウチヤマ マサル 東北大学・大学院工学研究科 教授
堀江 三喜男 ホリエ ミキオ 東京工業大学・精密工学研究所 助教授

10.研究成果の概要

生物では分子レベルの小さな要素が多数分布し、これが感覚や通信情報処理あるいは運動などの多様な役割を担っている。本研究は、半導体微細加工技術を中心に材料・光・電気・機械などの多様な技術を融合し、センサやアクチュエータ、回路などの多数の異種要素からなる分布型マイクロマシンを開発することを目的に行ない、以下のような成果を得た。蛇のように自分で曲がって目的の場所に到達する、狭所作業用の太さ2mm程の能動カテーテルを開発した。これは血管内を通って体内の診断や治療を行うのに用いられ、また複雑化しつつある機械を分解せずに修理するメンテナンス用の道具などとしても役立つと同時に、全体に筋肉に当たる運動要素が分布して柔らかく動く生物類似の新しい概念の機械でもある。本プロジェクトでは能動カテーテルに用いる各種センサ、筋肉が多数の細胞からなるように多数の要素からなる分布型アクチュエータ、分布型マイクロマシンのための微細加工技術、3次元積層構造の画像処理システムなどの分布型光電気機械システム、単機能ソフトマシンの分散制御などを主拠点の東北大学でおこなった。いっぽう副拠点の東京工業大学では複合集積マシンをテーマに薄膜金属ガラス、マイクロ部品の位置決め機構、マニピュレーションメカニズム、および微細形状計測加工システムについて研究を行なった。副拠点で開発した薄膜金属ガラスを主拠点の微細加工技術と組合わせたマイクロ構造体の研究など有機的な協力で多くの成果を得た。

11.キーワード

(1)マイクロマシニング、(2)分布型マイクロマシン、(3)マイクロマシン
(4)半導体微細加工技術、(5)能動カテーテル、(6)マイクロセンサ
(7)マイクロアクチュエータ、(8)マイクロ構造体、(9)薄膜金属ガラス

12.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
江刺正喜 柔らかく動くアクチュエータ分布型マシン
雑誌名 発行年 ページ
バイオメカニズム学会誌 22 1998 134-139

著者名 論文標題
芳賀洋一、江刺正喜 能動カテーテルとカテーテル搭載用センサ
雑誌名 発行年 ページ
人工臓器 27 1998 662-670

著者名 論文標題
江刺正喜、芳賀洋一 マイクロマシニングと低侵襲医療
雑誌名 発行年 ページ
電気学会誌 119 1999 689-691

著者名 論文標題
Y. Haga, K. Park and M. Esashi Active Catheter Using Polymer Links
雑誌名 発行年 ページ
9th Annual International Meeting, Minimally Invasive, Therapy & Allied Technologies 9 1997 56

著者名 論文標題
K. -T. Park and M. Esashi, A Multilink Active Catheter with Polyimide-Based Integrated CMOS Interface Circuits
雑誌名 発行年 ページ
J. of Microelectromechanical Systems 8 1999 349-357

著者名 論文標題
芳賀洋一、江刺正喜 形状記憶合金コイルを用いた細径能動カテーテル
雑誌名 発行年 ページ
電気学会論文誌E 120-E 2000 509-514

著者名 論文標題
芳賀洋一、江刺正喜 屈曲、ねじれ、伸長能動カテーテルの電気めっきによる組み立て
雑誌名 発行年 ページ
電気学会論文誌E 120-E 2000 515-520

著者名 論文標題
芳賀洋一、前田重雄、江刺正喜 細径能動カテーテルのための螺旋骨格薄肉チューブ
雑誌名 発行年 ページ
電気学会論文誌E 120-E 2000 426-431

著者名 論文標題
篠原英司、南和幸、江刺正喜 ミミズのような蠕動運動システム
雑誌名 発行年 ページ
電気学会論文誌E 119-E 1999 334-339

著者名 論文標題
M. Nishio, K. Tani, Y. Haga and M. Esashi Preliminary Study of Integrated Ultrasonic Probe for Forward-Looking in Blood Vessel
雑誌名 発行年 ページ
Technical Digest of the 17th Sensor Symposium 17 2000 55-60

著者名 論文標題
Y. Liu, X. Li, T. Abe, Y. Haga and M. Esashi A Thermomechanical Relay with Microspring Contact Array
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the Micro Electro Mechanical Systems'2001 14 2001 220-223

著者名 論文標題
T. Katsumata, Y. Haga, K. Minami and M. Esashi Micromachined 125μm Diameter Ultra Miniature Fiber- Optic Pressure Sensor for Catheter
雑誌名 発行年 ページ
The Transaction of The IEE of Japan 120-E 2000 58-63

著者名 論文標題
戸津 健太郎、芳賀洋一、江刺正喜 カテーテル先端の位置・姿勢を検出する磁気センサシステム
雑誌名 発行年 ページ
電気学会論文誌E 120-E 2000 211-218

著者名 論文標題
T. Tomiyoshi, K. Minami and M. Esashi Distributed Optical Bending Sensors with Bragg Gratings in Optical Waveguide
雑誌名 発行年 ページ
Intn. Conf. on Optical MEMS and Their Applications 1 1997 200-205

著者名 論文標題
G. Suzuki and M. Esashi Planer Fabrication of Multilayer Piezoelectric Actuator by Groove Cutting and Electroplating
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the Micro Electro Mechanical Systems'2000 13 2000 46-51

著者名 論文標題
S. Wang, J. F. Li, X. Li and M. Esashi Processing of PZT Microstructures
雑誌名 発行年 ページ
Sensors and Materials 10 1998 375-384

著者名 論文標題
D. W. Lee, T. Ono, S. Tanaka, T. Abe and M. Esashi Fabrication of Microprobe Array with Sub-100nm Nano-Heater for Nanometric Thermal Imaging and Data Storage
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the Micro Electro Mechanical Systems'2001 14 2001 204-207

著者名 論文標題
X. Li, T. Abe, Y. Liu and M. Esashi High Density Electrical Feedthrough Fabricated by Deep Reactive Ion Etching of Pyrex Glass
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the Micro Electro Mechanical Systems'2001 14 2001 98-101

著者名 論文標題
K. Minami, H. Morishita and M. Esashi A Bellows-shape Electrostatic Microactuator
雑誌名 発行年 ページ
Sensors and Actuators 72 1999 269-276

著者名 論文標題
T. Ono, D. Y. Sim and M. Esashi Micro-discharge and Electric Breakdown in a Micro-gap
雑誌名 発行年 ページ
J. Micromech. Microeng 10 2000 445-451

著者名 論文標題
S. Wang, J. F. Li, R. Watanabe and M. Esashi Fabrication of Lead Zirconate Titanate Microrods for 1-3 Piezo-composites Using Hot Isostatic Pressing with Silicon Molds
雑誌名 発行年 ページ
J. American Ceramic Soc. 82 1999 213-215

著者名 論文標題
S. Wang, J. F. Li, K. Wakabayashi, M. Esashi and R. Watanabe Lost Silicon Mold Process for PZT Microstructures
雑誌名 発行年 ページ
Advanced Materials 11 1999 873-876

著者名 論文標題
J. -F. Li, S. Wang, K. Wakabayashi, M. Esashi and R. Watanabe Properties of Modified Lead Zirconate Titanate Ceramics Prepared at Low Temperature (800℃) by Hot Isostatic Pressing
雑誌名 発行年 ページ
J. American Ceramic Soc. 83 2000 955-957

著者名 論文標題
S. Sugimoto, S. Tanaka, J. F. Li, R. Watanabe and M. Esashi Silicon Carbide Micro-reaction-sintering Using a Multilayer Silicon Mold
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the Micro Electro Mechanical Systems'2000 13 2000 775-780

著者名 論文標題
S. Wang, X. Li, K. Wakabayashi and M. Esashi Deep Reactive Ion Etching of Lead Zirconate Titanate Using Sulfur Hexafluoride Gas
雑誌名 発行年 ページ
J. American Ceramic Soc. 82 1999 1339-1341

著者名 論文標題
T. Abe, K. Wakabayashi, X. Li and M. Esashi Development of Deep Reactive Ion Etching System for Hard-Etching Materials
雑誌名 発行年 ページ
Technical Digest of the 17th Sensor Symposium 17 2000 255-258

著者名 論文標題
S. Watanabe, M. Esashi and Y. Yamashita Fabrication Methods for High Aspect Ratio Microstructures
雑誌名 発行年 ページ
J. of Intelligent Material Systems and Structures 8 1997 173-176

著者名 論文標題
K. Yoshida, K. Minami and M. Esashi Low Temperature Deposition of Conductive Material by UV Laser CVD
雑誌名 発行年 ページ
Technical Digest of the 17th Sensor Symposium 17 2000 289-292

著者名 論文標題
M. Sasaki, S. Nogawa and K. Hane Direct Photolithography on Optical Fiber
雑誌名 発行年 ページ
Intern. Conf. on Optical MEMS 3 2000 149-150

著者名 論文標題
蛸島武尚、奈良崎亘、和田晃一、北爪秀憲、本山慎一、柳永・、江刺正喜、秦誠一、下河辺明 マイクロマシン技術を用いたLSIテスト用微細・プローブピンの開発
雑誌名 発行年 ページ
平成13年電気学会全国大会   2001 1078

著者名 論文標題
M. Sasaki, H. Takebe, K. Hane Transmission type position sensor for straightness measurement of large structure
雑誌名 発行年 ページ
J. Micromech. Microeng. 9 1999 429-433

著者名 論文標題
M. Sasaki, W. Kamada, K. Hane Two dimentional control of shape memory alloy actuators for aligning a Si micromachined pinhole for spatial filter
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 38 1999 7190-7193

著者名 論文標題
K. W. Lee, T. Nakamura, K. Sakuma, K. T. Park, H. Shimazutsu, N. Miyakawa, K. Y. Kim, H. Kurino and M. Koyanagi Development of Three-Dimensional Integration Technology for Highly Parallel Image-Processing Chip
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 39 2000 2473-2477

著者名 論文標題
Y. Kuwana, A. Hirose, H. Kurino and M. Koyanagi Signal Propagation Characteristics in Polyimide Optical Wave-guide with Micro-Mirrors for Optical Multichip Module
雑誌名 発行年 ページ
Jpn. J. Appl. Phys. 38 1999 2660-2663

著者名 論文標題
K. Munawar, M. Esashi and M. Uchiyama An Approach Towards Decentralized Control of Cooperating Non-autonomous Multiple Robots
雑誌名 発行年 ページ
Robotica 18 2000 495-504

著者名 論文標題
K. Munawar, M. Kawaguchi, K. Abe and M. Uchiyama Design and development of a soft joints robotic manipulator
雑誌名 発行年 ページ
Proc. Japan IFToMM Symp.   2000 30-37

著者名 論文標題
秦誠一, 和田晃一, 佐藤海二, 下河辺明 薄膜金属ガラスを用いた微細構造物の製作 (第2報) -Pd基薄膜金属ガラスの成膜とその微細加工-
雑誌名 発行年 ページ
2000年度精密工学会春季講演会論文集   2000 401

著者名 論文標題
秦誠一, 劉永東, 加藤友和, 下河辺明 薄膜金属ガラスを用いた微細構造物の製作 (第3報) -過冷却液体域を利用した立体構造製作法の検討-
雑誌名 発行年 ページ
2000年度精密工学会秋季講演会論文集   2000 401

著者名 論文標題
堀江三喜男, 内田亨, 神谷大揮 小形実装システムのための大変形ヒンジからなるパンタグラフ機構
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会論文集C編 66 2000 2804-2809

著者名 論文標題
松尾哲治, 橋詰等, 新野秀憲 加工状態認識用マイクロセンサの開発と基本特性評価
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会第2回生産加工・工作機械部門講演会講演論文集   2000 161-162

著者名 論文標題
高橋健, 初澤毅 電界研磨によるタングステン探針製作における再現性向上
雑誌名 発行年 ページ
電気学会論文誌E 120-E 2000 93-98

著者名 論文標題
小口寿明, 早瀬仁則, 初澤毅 一様曲げモーメントをもつ静電駆動微細はりの変形解析
雑誌名 発行年 ページ
電気学会論文誌E 120-E 2000 398-404

著者名 論文標題
小口寿明, 早瀬仁則, 初澤毅 一様曲げモーメントをもつ静電駆動微細はりのヒステリシス特性解析
雑誌名 発行年 ページ
電気学会論文誌E 120-E 2000 489-502

著者名 論文標題
佐藤海二, 古屋学, 科野文男, 進士忠彦, 太刀川博之, 下河辺明 粗微動位置決め系の制御性能(4種類の制御法の位置決め性能比較)
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会論文集(C編) 66 2000 885-892

著者名 論文標題
佐藤海二, 塚原真一郎, 進士忠彦, 下河辺明 インテリジェント制御法を用いた粗微動位置決め系の制御性能
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会論文集(C編) 66 2000 2736-2741

著者名 論文標題
佐藤海二, 伊藤健太郎, 秦 誠一, 下河辺明 液体の表面張力を利用したマイクロ部品のセルフアライメント(マイクロ部品や液滴の挙動とセルフアライメント精度)
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会IIP2000情報・知能・情報機器部門講演会講演論文集   2000 137-140

著者名 論文標題
佐藤海二, 伊藤健太郎, 秦 誠一, 下河辺明 液体の表面張力を利用したマイクロ部品のセルフアライメント-濡れ性の高い面の形状がアライメント性能に与える影響-
雑誌名 発行年 ページ
2000年度精密秋季大会学術講演会講演論文集   2000 400

著者名 論文標題
L. Yongdong, S. Hata, K. Wada and A. Shimokohbe Physical properties of Pd-based thin film metallic glass
雑誌名 発行年 ページ
Proc. Autumn meeting of JSPE   2000 402

著者名 論文標題
L. Yongdong, S. Hata, K. Wada and A. Shimokohbe Thin Film Metallic Glasses: Fabrication and Property Test
雑誌名 発行年 ページ
The 14th IEEE International Conference on MEMS 2001 14 2001 102-105

著者名 論文標題
M. Horie, D. Kamiya, M. Urata and K. Ikegami New Miniature Pantograph Mechanisms with Large-Deflective Hinges for Micro-Bonding by Adhesives
雑誌名 発行年 ページ
International Symposium On Electronic Materials and Packaging ( EMAP2000 )   2000 167-174

著者名 論文標題
M. Horie S. Torii and D. Kamiya Displacement Characteristics of Micro-Hinges with Suitable Flexural Rigidity for Micromechanisms
雑誌名 発行年 ページ
Proceeding of Sixth International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision (ICARCV2000) 6 2000 52-56

著者名 論文標題
M. Horie, T. Uchida and D. Kamiya Development of a Pantograph Mechanism with Large-deflective Hinges for Miniature Surface Mount Systems
雑誌名 発行年 ページ
Proceeding of Design, Test, Integration, and Packaging (DTIP) of MEMS/MOEMS 4019 2000 546-555

著者名 論文標題
H. Hashizume, H. Yoshioka and H. Shinno In-Process Monitoring of Thermal Behavior near the Cutting Point during Ultraprecision Machining
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of 2nd Euspen International Conference   2001 In press

著者名 論文標題
K. Sato, J. Zheng, T. Tanaka and A. Shimokohbe Micro/Macro Dynamic Characteristics of Mechanism with a Harmonic Speed Reducer and Precision Rotational Positioning Control Using Disturbance Observer
雑誌名 発行年 ページ
JSME International Journal Series C 43 2000 318-325

著者名 論文標題
K. Sato, K. Ito, S. Hata and A. Shimokohbe Self-alignment of Microparts Using Liquid Surface Tension - Examination of the Alignment Characteristics -
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of ASPE' s 15th Annual Meetin   2000 345-348

[図書]
著者名 出版者
T. Ono and M. Esashi Wiley-VCH
書名 発行年 総ページ数
Sensors Update 1999 163-188

著者名 出版者
Y. Haga, T. Mineta Ono and M. Esashi Wiley-VCH
書名 発行年 総ページ数
Sensors Update 1999 147-186

著者名 出版者
江刺正喜 朝日新聞社
書名 発行年 総ページ数
AERA Mook 工学がわかる 2001 58-61

著者名 出版者
佐藤海二 フジテクノシステム
書名 発行年 総ページ数
次世代精密位置決め技術 2000 488-492


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