韓国は3D印刷技術を使用して、新しい多方向圧力センサーを開発しています

歩行異常や筋肉疾患などの多くの医学的問題の治療には、加えられた圧力を正確に認識する必要があります。 そのため、シンプル、軽量、低コストのフレキシブル圧力センサーが大きな注目を集めています。 これらのセンサーは、「積層造形」または「3D印刷」と呼ばれることで設計および製造され、主に導電性高分子複合材料を建築材料として使用します。

韓国の研究チームは、3D印刷技術を使用して、温度センサーと組み合わせた新しいタイプの多方向圧力センサーを開発しました。3D印刷技術は低コストであり、インテリジェントロボットシステムの大量生産に拡張できます。
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ただし、これまでに開発されたすべての3D印刷圧力センサーは、一方向の力の検出に制限されています。しかし、実世界の力はさまざまな角度や方向から加えられる可能性があるため、これは実世界のアプリケーションには十分ではありません。さらに、ほとんどの導電性ポリマーの抵抗は温度によって変化するため、正確な圧力検出を実現するには補償を使用する必要があります。

Mymes Consultingの報告によると、Composites Part B：Engineeringに掲載された研究では、韓国の大邱慶北科学技術研究所（DGIST）のHoe Joon Kim教授が率いる研究チームが上記の問題を解決し、 new設計された多軸圧力センサーは、温度測定要素と組み合わされ、従来のセンサーの制限を克服します。

「当社の多軸圧力センサーは、傾斜力の作用下でも正常に読み取り値を取得できます。さらに、温度測定要素は、温度とともに変化する抵抗校正で校正できます。同時に、拡張性と低コストの製造プロセス市販の3Dプリンターと完全に互換性があります。互換性があります。」とキム教授は説明しました。

この研究では、研究者は最初に多層カーボンナノチューブ（MWCNT）とポリ乳酸（PLA）を使用して印刷可能な導電性ポリマーを調製しました。次に、市販のエラストマーとMWCNT / PLA複合ワイヤーで作られたセンサー材料を3Dプリントしてセンサーのプロトタイプを作成しました。センサーは、下部に中空の溝があるバンパー構造（バッファー構造）に基づいており、多軸圧力検出用に3つの圧力検出要素を使用し、抵抗校正用に1つの温度検出要素を使用します。センサーは、各圧力検出要素の応答を評価することにより、力の大きさと方向を正常に較正できます。このバンパー構造を3Dプリントされたトリガーとグリッパーに取り付けると、人間のさまざまな動きとつかむ動きを明確に区別できます。

研究者は、3Dプリントセンサーの将来の見通しについて非常に楽観的です。 「3Dプリンティング技術は、エネルギー、生物医学、製造の分野で幅広い用途があります。ロボットグリッパーと触覚センサーにセンシングエレメントを導入することで、温度変化に伴う多方向の力の検出を実現できます。そのロボットは技術の新時代の到来です。」キム教授は興奮してコメントしました。