圧力センサを内蔵する、人工皮膚に応用可能なフレキシブル膜

insiderman 曰く、

ベルギーのInteruniversity Microelectronics Center（IMEC）が、膜にかかる圧力の変化を検出することができるフレキシブル膜を開発したと発表した（IMECの発表資料、EE Times Japanの記事）。

この膜は、面発光レーザーを使用して圧力の変化を検知するもので、膜の表面近くに厚さ30マイクロメートルという薄型の面発光レーザー素子と光検出器が埋め込まれている。膜の内部には光を通す光導波路が作り込まれており、膜に圧力が加わると導波路の形状が変化し、光の伝わり方も変化する。その変化を光検出器で検出することで、圧力がかかった位置や強さを検出するというものだ。

この技術は、柔軟でかつ対象物の接触や形状変化などを感知できる「人工皮膚」への応用が期待されているということだ。

攻殻機動隊

[alcus (32114)]

攻殻機動隊１巻に、構造は違いますけど「光センサーによる触覚素子」という解説が載ってましたね。

もう現実のものとなるとは・・・。

この方式ってさ、

[Anonymous Coward]

押されたところにX、Yの導光路の交点が出来て、光の通り道が出来るというなら、
多点接触では誤認識が起きるよね。つまり

　●

　●　●

見たいな感じで、3ポイントを押さえると、
－●
　｜
　●－●
　　　　｜
という光の通り道が出来てしまうので、
　●　○

　●　●
上図の白丸のような位置に接触点があると誤認識してしまうはず。
多点接触が普通な皮膚用のセンサーとしては、使い物にならないんじゃないだろうか？

推測ですが

[Stokes (36790)]

この問題は，"光がどのくらいの割合で進路を変えるか"に依ると思います．

リンク先の図 [www2.imec.be]では，入射光は接触点に入射したあと進行方向右向きに進路を変えるようになっていますが，EE Times Japanの記事 [eetimes.jp]を読んだ限りでは，進路を変えずに直進する光もあるように思えます．なぜなら，この記事からセンサーの仕組みの部分を引用すると

光導波路アレイに圧力が加わっていない場合は、上下層の光導波路はシリコーン薄膜によって光学的に絶縁されており、一方の層の光導波路に入射した光はもう一方の光導波路に伝わらない。光導波路アレイに圧力が掛かると、上下層の直交する光導波路の距離が短くなり、光学的な結合が生じる。すると、一方の層の光導波路に入射した光がもう一方の光導波路に伝わるようになる。

となっていますが，これは圧力によって光が進路を「変えられるようになる」だけで，入射光が100%進路を「変える」というわけではないからです．仮に100のうち50の光が進路を変えるとすると，接触点が3つの場合

100→●　○
　　 ｜
　　 ●－●
　　　　 ↓
　　　　12.5

と，接触点が白丸のところのみにある場合

100→　　●

　　　　 ↓
　　　　 50

で出力光の強度が変わってくるので，出力光を観測する装置を工夫すれば誤認識せず区別できるようになると思います．

Re:

[Anonymous Coward]

この方法だとかかった圧力の強さでも接触面積が変化して通ってくる光の強度が変わるので
（だから圧力の強さを測ることが出来る）、
圧力による変化と、接触点の数による変化とを分離する手立てが無いよ。

Re:

[Anonymous Coward]

>圧力による変化と、接触点の数による変化とを分離する手立てが無いよ。

出力パターンが変わるんでは？
1点を押しただけだと入力1つに対し1点の出力(そのまま透過を含めれば2点だけど)
だけでその強度だけが変わるけど、複数点押しだと複数箇所への出力がある。

Re:

[Anonymous Coward]

話のわからん奴。
図の場合白丸を押していようが、いまいが同じパターンになるということだ。
白丸がどれくらいの強さで押されているのか、出てきた値から読み取るのは不可能だ。

Re:

[Anonymous Coward]

元記事読んでないでレスするけど、メーンブレンスイッチとかタッチパネルのようにスキャンしてるんじゃないかな？
－●－－－この列スキャン

　●　●
    １　０

　●

－●　●－この列スキャン
    １　１

Re:この方式ってさ、

[funakichi (28497)]

構造的に類似してるし、それであってる気がしますね。

Re:

[Anonymous Coward]

いや、最初のスキャンのときに、
光路ができているんだからどちらの列も光るんだということがわからない？

－●－－－この列スキャン

　●　●
    １　１
ってこと。

単純に計算すればいいだけのことなんだけど、この方法で表すことができるのはX列Y項のマトリクスの場合、高々2^X*2^Y=2^(X+Y)通り。
しかし多点接触を許す場合は実際は2^(X*Y)通りの組み合わせがあるのよ。
どう考えても表現できないケースが出てくるでしょ。

Re:この方式ってさ、

[phason (22006)]

実際の経路数より分解能が落ちてもよければ，CTと同じようにいかんかね？
要は必要な圧力の位置分解能よりもかなり細かく経路を造っておいて，足りない
方程式の分だけ分解能を落とすことで解く．で，最終的な解像度の落ちた状態で
必要な分解能が得られていればいい，ということで．

Re:

[Anonymous Coward]

CTの場合X線はまっすぐ通ると仮定して計算できる。
押された交点がつながっていると光が流れてしまうというこの方式では、
光のとりうる経路が膨大な数になってしまい、計算が収束しない。

Re:

[Anonymous Coward]

光が多方向に分岐すると強度が落ちるから

>－●－－－この列スキャン
>
>　●　●
> １　１
>ってこと。

にはならないんじゃないかと。
上の例で（等強度で分岐するとして）いけば

－●－－－ ->0.5

　● 　●
0.25 0.25

ではないかと。この場合各出力が1bitではなくなって情報量が
増えるんで、もうちっとまじめに考える必要がある気がする。
#単純な強度+その強度比とか、逆から入れたときのパターンとの相関とか、
#強度まで含めればいろいろ情報が引き出せそうな気がしなくもない。
#押してる強度との分離がめんどくさいかできないかもしれんけど。

Re:

[Anonymous Coward]

下読め

Re:

[Anonymous Coward]

元記事をよく読んで、良く考えてみることだ。

Re:

[Anonymous Coward]

ははあ、つまり逆流防止ダイオードを入れてないので、
Nキーロールオーバができなうわなにをするはなあｑｗせｄｒｆｔｇｙふじこ

日本発

[e2718 (23583)]

方式も違うし、性能の相違も分かりませんが、
2005年頃から、日本の研究者が似たような物を発表しております

つ　http://www.google.co.jp/search?source=ig&hl=ja&rlz=&q=染谷　人工皮膚&btnG=Google+検索&meta=
つ　http://www.ntech.t.u-tokyo.ac.jp/

一方日本人は

[Anonymous Coward]

リアルドールに使った。

スナッチャー

[Anonymous Coward]

人工皮膚というと、思い出す。
あれだと、2040年台に完全な人工皮膚完成してたんですよねぇ。
不完全なものは、20世紀後半にできていた訳だけど。

# 人によって思い出す作品は変わるんだろうな