2026/03/10 更新

写真a

マエダ シンゴ
前田 真吾
maeda shingo
所属
工学院 教授
職名
教授
外部リンク

News & Topics
  • Mimicking an Enigmatic Property of Circadian Rhythms through an Artificial Chemical Clock

    2023/01/26

    掲載言語: 英語

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    An innovative temperature-compensation mechanism for oscillating chemical reactions based on temperature-responsive gels has been recently reported by researchers at Tokyo Tech. Their experimenta

  • 体内時計が安定して機能するメカニズムを新たに提案

    2023/01/25

    掲載言語: 日本語

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    要点 体内時計が温度変化に対して一定のリズムを保てる理由を説明する新たなメカニズムを提案。 周期的に色変化するゲルを体内時計を持つ細胞に見立て、提唱したメカニズムが実現可能であることを実証。 体内時計の温度補償性が普遍的に見られる理由の説明となることに期待。 概要東京工業大学 国際先駆研究機構 リビングシステムズ材料学研究拠点の山田雄平特任助教と工学院 機械系の前田真吾教授、九州大学大学

  • 液体燃料を高分子ゲルに含有する安全な貯蔵法を実現

    2022/05/31

    掲載言語: 日本語

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    要点-液体燃料を高分子ゲルに含有する方法を確立した-常温常圧下においては15倍以上、蒸発速度が遅くなる-液滴燃焼と同じような燃焼特性を有する概要芝浦工業大学(東京都港区/学長山田純)工学部機械機能工学科・細矢直基教授、東京工業大学(東京都目黒区/学長益一哉)工学院機械系・前田真吾教授らの研究チームは

学位

  • 博士(工学) ( 早稲田大学大学院 )

研究キーワード

  • ソフトアクチュエータ

  • ケミカルロボティクス

  • ソフトロボティクス

  • ソフトマテリアル

研究分野

  • 情報通信 / ロボティクス、知能機械システム

  • 情報通信 / 機械力学、メカトロニクス

学歴

  • 早稲田大学   理工学研究科 博士課程   物理学及応用物理学専攻

    2005年4月 - 2008年3月

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  • 早稲田大学   理工学研究科 修士課程   物理学及応用物理学専攻

    2003年4月 - 2005年3月

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  • 早稲田大学   理工学部   応用物理学科

    1999年4月 - 2003年3月

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経歴

  • 東京科学大学   総合研究院自律システム材料学研究センター   教授

    2025年4月 - 現在

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    国名:日本国

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  • 東京科学大学   工学院機械系   教授

    2024年10月 - 現在

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    国名:日本国

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  • 東京工業大学   国際先駆研究機構リビングシステムズ材料学研究拠点   教授

    2022年8月 - 2024年3月

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    国名:日本国

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  • 東京工業大学   工学院 機械系   教授

    2022年4月 - 現在

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    国名:日本国

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  • 芝浦工業大学   工学部 機械機能工学科   教授

    2021年4月 - 2022年3月

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  • École polytechnique fédérale de Lausanne   LMTS: Soft Transducers Lab (Prof. H. Shea)   Visitin Professor

    2016年10月

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    国名:スイス連邦

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  • Scuola Superiore Sant'Anna   The Biorobotics Institute (Prof. C. Laschi)   Visiting Professor

    2015年4月 - 2016年3月

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    国名:イタリア共和国

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  • 芝浦工業大学   工学部 機械機能工学科   准教授

    2014年4月 - 2021年3月

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  • 芝浦工業大学   工学部 機械機能工学科   助教

    2011年4月 - 2014年3月

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  • 早稲田大学   理工学部 応用物理学科   助教

    2009年4月 - 2011年3月

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  • 早稲田大学   理工総合研究所

    2008年4月 - 2009年3月

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  • 早稲田大学   理工学部   COE客員研究助手

    2005年4月 - 2008年3月

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▼全件表示

所属学協会

委員歴

  • 日本学術会議   日本学術会議委員小委員会  

    2021年5月 - 2023年9月   

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    団体区分:政府

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  • 日本機械学会   商議員  

    2013年4月 - 2015年3月   

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    団体区分:学協会

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論文

  • Electroadhesive dielectric elastomer actuator for vibration excitation of mechanical structure 査読

    Toshiki Hiruta, Junya Ohno, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, Itsuro Kajiwara, Kentaro Takagi

    Sensors and Actuators A: Physical   397   117274 - 117274   2026年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.sna.2025.117274

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  • A Compact, Self‐Recovering Wire Electrode Electrohydrodynamic Pump for High‐Speed McKibben Artificial Muscle Actuation 査読

    Amr Marzuq, Yu Kuwajima, Joshua Tan, Yuhei Yamada, Hiroyuki Nabae, Yasuaki Kakehi, Vito Caccuciolo, Shingo Maeda

    Advanced Intelligent Systems   e202501035   2025年10月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    Soft robotics requires compliant actuators for safe human interaction. While McKibben artificial muscles are popular for their high force output, their reliance on bulky, noisy pumps limits their use in wearable devices. Electrohydrodynamic (EHD) pumps offer a compact and silent alternative, but existing designs struggle with dielectric discharge and fabrication issues, which compromise reliability and power density. This study introduces a novel EHD pump featuring 0.1 mm copper wire electrodes in a diagonal arrangement within a laser‐cut acrylic frame. This design improves dielectric resilience, minimizes deformation, and allows for compact integration. A new simplified fabrication process results in sample variation under 5%. The pump demonstrates remarkable performance, achieving 107 kPa pressure and an 88 mL min −1 flowrate, doubling the power density of the previous model while retaining 88% of its flowrate after 50 discharge events. An automated self‐recovery mechanism is also implemented, enabling the pump to instantly restore function after a discharge. When paired with a McKibben muscle, the system achieves a 2 s contraction time, a tenfold improvement over the prior EHD‐driven system. This work presents a significant advancement in fast, resilient, and scalable actuation, paving the way for next‐generation wearable robotics and assistive technologies.

    DOI: 10.1002/aisy.202501035

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  • Soft Robotic Excretory Care Simulator for Nursing Education: Functional and Perceptual Biomimetics Approach 査読

    Shoko Miyagawa, Sota Suzuki, Shizuka Watanabe, Zebing Mao, Young Ah Seong, Toshinori Fujie, Tatsuhiro Horii, Kenjiro Tadakuma, Koichi Suzumori, Hiroyuki Nabae, Shingo Maeda

    Advanced Robotics Research   e202400026   2025年9月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    Despite rapid advances in soft robotics for biomedical applications, little attention has been paid to its potential for simulating interactive nursing procedures that involve complex human responses. In this study, the first soft robotic simulator was specifically designed for training in the digital removal of feces (DRF)—a delicate, discomfort‐sensitive nursing technique frequently performed in home care settings in Japan. Existing DRF training relies on static models that fail to replicate the physiological responses of patients, often leading to inadequate skill acquisition and patient discomfort. To address this gap, we implement a novel simulator incorporating two soft actuators (a pouch‐type actuator for anal sphincter contraction and a McKibben muscle for puborectalis relaxation) and two soft sensors for detecting anal and rectal massage. These are embedded into a multilayer rectal model and integrated with a real‐time feedback interface. Our design uniquely prioritizes both functional fidelity and perceptual realism, enabling trainees to learn from physiological reactions that mimic actual patient responses. Validation with experienced and novice nurses confirms the simulator's effectiveness in improving procedural understanding and confidence. This study demonstrates a new application of soft robotics—not only for anatomical replication, but also as a practical training tool for hands‐on nursing procedures.

    DOI: 10.1002/adrr.202400026

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  • McKibben Artificial Muscle Embedded with Stretchable Textile Sensor 査読

    Sota Suzuki, Shoma Tanaka, Hiroyuki Nabae, Shingo Maeda

    Advanced Intelligent Systems   2500356   2025年8月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    In order to control the posture of soft robots in dynamic environments, the movement of soft actuators such as McKibben artificial muscles must be monitored in real time. Researchers have developed various McKibben artificial muscles with embedded sensing components to achieve such monitoring. However, incorporating sensors into McKibben artificial muscles makes the system configuration more complicated and reduces the actuator's contraction rate. Furthermore, complex processing and circuitry are required, which limits applications. This study introduces a thin McKibben artificial muscle with an embedded resistive stretchable textile sensor (TES‐MAM), which does not require specialized measuring instruments. TES‐MAM measures displacement without additional sensing components outside the thin McKibben artificial muscle by incorporating a stretchable textile sensor inside the McKibben artificial muscle. The textile sensor exhibits excellent stretchability and does not degrade the contraction ratio. By fully embedding the textile sensor within the McKibben artificial muscle, which has an outer diameter of 4.5 mm, the structure of McKibben artificial muscle remains compact. TES‐MAM provides a clear and stable resistance response during repeated pressurization and release cycles under various displacement inputs. Using TES‐MAM, a single‐degree‐of‐freedom robotic arm is constructed and its ability to measure joint posture in real time is successfully demonstrated.

    DOI: 10.1002/aisy.202500356

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  • Performance instability of EHD pump caused by turbulent flow 査読

    Yuhei Yamada, Haruto Iwasaki, Yu Kuwajima, Shingo Maeda

    AIP Advances   15 ( 8 )   2025年8月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AIP Publishing  

    Electrohydrodynamic (EHD) pumps are attracting attention as next-generation pumps that are quiet, lightweight, and flexible. However, EHD pumps often have the problem of unstable output, which is one of the issues that must be overcome for practical use. There are various possible causes of instability, but in this paper, we focus on fluid dynamic instability and measure the pressure distribution inside the pump. In the experiment, manometers were attached to the pump to measure the pressure distribution from the liquid level, and at the same time, the current between the electrodes was measured to monitor whether an electrochemical reaction was occurring. As a result, we found that even when using the same pump design, applying the same voltage, and freshening the working fluid, the output flow rate varied from trial to trial. We also found that the output instability reflects the irregularity of the pressure distribution. Based on the observations, we discussed the relationship between the flow in the pump and its performance using a simple phenomenological model. The discussion raises the possibility that external loads, which have not previously been given much importance, may have a significant impact on pump stability. This shows that in the practical application of EHD pumps, it is necessary to carefully design not only the pump itself but also the entire flow system.

    DOI: 10.1063/5.0284246

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  • Machine learning-enhanced soft robotic system inspired by rectal functions to investigate fecal incontinence 査読

    Zebing Mao, Sota Suzuki, Hiroyuki Nabae, Shoko Miyagawa, Koichi Suzumori, Shingo Maeda

    Bio-Design and Manufacturing   8 ( 3 )   482 - 494   2025年5月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Zhejiang University Press  

    DOI: 10.1631/bdm.2400152

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1631/bdm.2400152/fulltext.html

  • Design and Rapid Fabrication of Integrated Fiber-Based EHD Pumps 査読

    Takafumi Morita, Tomoka Kurosawa, Kanon Aoyama, Hiroki Kaimoto, Yu Kuwajima, Shingo Maeda, Yasuaki Kakehi

    Proceedings of the Extended Abstracts of the CHI Conference on Human Factors in Computing Systems   1 - 5   2025年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:ACM  

    DOI: 10.1145/3706599.3721200

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    その他リンク: https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3706599.3721200

  • Theoretical Model for Controlling Synchronization Transition of Chemo-Mechanical Oscillating Gels 査読

    Taro Sukegawa, Shingo Maeda

    2025 IEEE 8th International Conference on Soft Robotics (RoboSoft)   1 - 6   2025年4月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/robosoft63089.2025.11020944

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  • Resilient and Flexible Electrohydrodynamics Pumps for Human–Machine Interfaces 査読

    Yu Kuwajima, Amr Marzuq, Soraya Segawa, Yuya Yamaguchi, Yuhei Yamada, Takafumi Morita, Katrene Morozov, Haruto Iwasaki, Sota Suzuki, Hiroyuki Nabae, Vito Cacucciolo, Naoki Hosoya, Yasuaki Kakehi, Shingo Maeda

    Advanced Science   2025年4月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    Abstract

    Soft fluidic systems can be a versatile tool to design human–machine interfaces such as hydraulic actuators, liquid displays, and thermal haptics. Yet the bulkiness, noise, and rigidity of pumps and valves required for fluid circulation prevent their use in flexible and portable devices. This study introduces an electrohydrodynamic (EHD) driven flexible pump with resilience against dielectric breakdown. Previous EHD pumps, despite their excellent features such as quietness and high power density, suffer from dielectric breakdowns and subsequent permanent failures. This pump with novel electrode construction has the passive resilience to recover the insulation essential for EHD without any external input in the event of dielectric breakdown. The passive resilience of our pump is demonstrated in various scenarios. Notably, this pump withstands 100 dielectric breakdowns and maintains 90% of its performance. An active resilient system is also configured to enable continuous pumping. This system automatically removes bubbles and other impurities to recover flow generation. This pumps drive various soft fluid‐driven human‐machine interfaces like soft actuators, prosthetic hands, and tube‐format displays. The combination of passive resilience inherent in the pump and active resilience configured by the system ensures adaptability and robustness, setting the stage for the next generation of human–machine interfaces.

    DOI: 10.1002/advs.202416502

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  • Controlling the Direction of Colored Liquid Flow at Branching Junctions with Fewer Actuators 査読

    Tomoka Kurosawa, Takafumi Morita, Kanon Aoyama, Shingo Maeda, Yasuaki Kakehi

    Proceedings of the Nineteenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction   1 - 7   2025年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:ACM  

    DOI: 10.1145/3689050.3705977

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    その他リンク: https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3689050.3705977

  • Liquebits: Colored Expressive Control of Liquid Fiber based on Electrohydrodynamics Actuation 査読

    Kanon Aoyama, Takafumi Morita, Ziyuan Jiang, Yu Kuwajima, Tomoka Kurosawa, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, Yasuaki Kakehi

    Proceedings of the Nineteenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction   1 - 12   2025年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:ACM  

    DOI: 10.1145/3689050.3704934

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  • Dynamic response characterization of soft fluidic actuators via dielectric elastomer sensors 査読

    Haruyuki Kurata, Ardi Wiranata, Shingo Maeda, David Garcia Cava, Francesco Giorgio-Serchi, Naoki Hosoya

    Measurement   246   116616 - 116616   2025年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.measurement.2024.116616

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  • 化学振動の同期によるゲルの秩序的な体積変化が生み出す生体的な機能 招待

    日本ロボット学会誌   42 ( 8 )   740 - 744   2024年10月

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    担当区分:最終著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.7210/jrsj.42.740

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  • Simple Model for the Kinetics of Stimuli-Responsive Gels with Porous Structures 査読

    Yuhei Yamada, Shingo Maeda

    Journal of the Physical Society of Japan   93 ( 8 )   083801   2024年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Physical Society of Japan  

    DOI: 10.7566/jpsj.93.083801

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  • Mouse Pose Estimation Using Synthetic Datasets Replicating Experimental Environments 査読

    Ryudai Yokokawa, Chikako Hara-Miyauchi, Itsuki Ajioka, Shingo Maeda

    2024 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)   317 - 322   2024年8月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/icma61710.2024.10633032

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  • ケミカルマシン 招待

    前田真吾

    日本ロボット学会誌   42 ( 5 )   436 - 439   2024年6月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.7210/jrsj.42.436

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  • USLIP dynamics emerges in underwater legged robot with foot kinematics of punting crabs 査読

    Mrudul Chellapurath, Anna Astolfi, Yuki Yokoyama, Shingo Maeda, Marcello Calisti

    Mechatronics   99   103142 - 103142   2024年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.mechatronics.2024.103142

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  • A Stretchable Jamming Gripper Grasping Flat Plates 査読

    Ryoma Toyoda, Yuhei Yamada, Zebing Mao, Yu Kuwajima, Takane Sugisaki, A. M. N. N. Senevirathna, Chinthaka Premachandra, Naoki Hosoya, Shingo Maeda

    IEEE Access   12   48764 - 48773   2024年4月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    DOI: 10.1109/access.2024.3383919

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  • Simple model for synchronization of two Belousov–Zhabotinsky gels interacting mechanically 招待

    Taro Sukegawa, Yuhei Yamada, Shingo Maeda

    The Journal of Chemical Physics   160 ( 10 )   2024年3月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AIP Publishing  

    A Belousov–Zhabotinsky (BZ) gel is a unique biomimetic system that undergoes autonomous volume oscillations induced by the redox oscillation of the BZ reaction. In a previous study, researchers reported that the oscillations of two BZ gels coupled by compression were synchronized by a mechanical interaction. They mathematically explained the synchronization behavior using a phase oscillator model. As a different approach to the previous study, a physicochemical investigation of the phenomenon will lead to a better understanding of the functional biological rhythms essential for life. In this study, we construct a simple phenomenological model to understand the synchronization of BZ gels. The model consists of two parts. One is the dynamics of the chemical reactions in the BZ gels. We use a phenomenological model based on the Oregonator for the BZ reaction. The other is the dynamics of the mechanical deformation of the BZ gel. Using approximations, we extract the parameters essential for the synchronization of a mechanical interaction. Thus, we can derive a novel equation for the deformation dynamics of mechanically coupled BZ gels. By combining these two parts, we perform numerical calculations. This allows us to find that the synchronization of the two BZ gels is less likely to occur under stronger compression. We explain this trend through one physicochemical parameter in our model: the volume fraction of the BZ gel in the reduced state.

    DOI: 10.1063/5.0193892

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  • Enhancing Sign Language Classification through Reservoir Computing and Depth Camera Technology 査読

    Witchuda Thongking, Chinthaka Premachandra, Ardi Wiranata, Shingo Maeda

    2024 International Conference on Image Processing and Robotics (ICIPRoB)   2024年3月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/iciprob62548.2024.10543659

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  • Ultraconformable Capacitive Strain Sensor Utilizing Network Structure of Single-Walled Carbon Nanotubes for Wireless Body Sensing 査読

    Kei Okada, Tatsuhiro Horii, Yuya Yamaguchi, Kon Son, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, Toshinori Fujie

    ACS Applied Materials & Interfaces   16 ( 8 )   10427 - 10438   2024年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Chemical Society (ACS)  

    DOI: 10.1021/acsami.3c19320

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  • Active vibration control for thin curved structures using dielectric elastomer actuators 査読

    Toshiki Hiruta, Hiroki Ishihara, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, Kentaro Takagi, Itsuro Kajiwara

    Smart Materials and Structures   2024年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IOP Publishing  

    Abstract

    This study proposes an active vibration control technique for pipe structures using dielectric elastomer actuators (DEAs). Vibrations in pipe structures must be eliminated to improve their mechanical reliability, and active vibration control techniques can be applied for effective vibration suppression. Soft actuators, which can completely fit pipe structures with complex-shaped surfaces, are required to transfer their vibration reduction forces to the target. DEA is suitable for this kind of target structure because DEA is characterized by high stretchability, flexibility, large deformation, and fast response. By applying the DEA, the effectiveness of vibration control for the pipe structure was experimentally demonstrated. A stacked DEA was fabricated and attached to the target structure. Its shape and placement were determined based on a modal analysis of the target structure. A control system, in which the controller for the active vibration control was designed based on H control theory, was composed. The vibration control experiment was conducted using the controller with a digital control system, and the vibration reduction effect was evaluated based on the frequency response of the target pipe structure.

    DOI: 10.1088/1361-665x/ad2880

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    その他リンク: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-665X/ad2880/pdf

  • Flexible Electrohydrodynamic Fluid-Driven Valveless Water Pump via Immiscible Interface 査読

    Zebing Mao, Naoki Hosoya, Shingo Maeda

    Cyborg and Bionic Systems   5   2024年1月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Association for the Advancement of Science (AAAS)  

    The conventional electrohydrodynamic (EHD) pump is limited to pumping functional and dielectric liquids, which restricts its applications in fields like microfluidics, food safety, and materials production. In this study, we present a flexible water pump driven by EHD fluid, achieved by integrating valveless elements into the fluidic channel. Our approach leverages the water–EHD interface to propel the immiscible aqueous liquid and reciprocate this process using the nozzle–diffuser system. All components of the water pump are digitally fabricated and assembled. The valveless parts are created using a laser cutting machine. Additionally, we develop a model for the EHD pump and nozzle–diffuser system to predict the generated flow rate, considering factors such as the asymmetrical performance of the EHD pump, pulse frequency, applied voltage, and structural parameters. Finally, we experimentally characterize the flow rates of both the EHD pump and water pump and apply the newly developed device to air bubble manipulation and droplet generation. This research broadens the range of specialized liquids pumped by EHD pumps to include other aqueous liquids or mixtures.

    DOI: 10.34133/cbsystems.0091

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  • Pocketable and Smart Electrohydrodynamic Pump for Clothes 査読

    Yu Kuwajima, Yuya Yamaguchi, Yuhei Yamada, Takafumi Morita, Ardi Wiranata, Ayato Minaminosono, Naoki Hosoya, Yasuaki Kakehi, Shingo Maeda

    ACS Applied Materials & Interfaces   2023年12月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Chemical Society (ACS)  

    DOI: 10.1021/acsami.3c15274

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  • Pre-Strain Method for Stretchable Strain Sensors With Linear Sensitivity Using Acrylic Elastomer and CNTs Powder 査読

    Ayato Minaminosono, Yunosuke Ohsugi, Yuya Yamaguchi, Ardi Wiranata, Hikaru Sawada, Naoki Hosoya, Shingo Maeda

    IEEE Access   11   125790 - 125799   2023年11月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    DOI: 10.1109/access.2023.3331077

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  • Computer-controlled ultra high voltage amplifier for dielectric elastomer actuators 査読

    Ardi Wiranata, Zebing Mao, Yu Kuwajima, Yuya Yamaguchi, Muhammad Akhsin Muflikhun, Hiroki Shigemune, Naoki Hosoya, Shingo Maeda

    Biomimetic Intelligence and Robotics   100139 - 100139   2023年11月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.birob.2023.100139

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  • Soft computing-based predictive modeling of flexible electrohydrodynamic pumps 査読

    Zebing Mao, Yanhong Peng, Chenlong Hu, Ruqi Ding, Yuhei Yamada, Shingo Maeda

    Biomimetic Intelligence and Robotics   3 ( 3 )   100114 - 100114   2023年9月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.birob.2023.100114

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  • What To Do When The Requirements Are Unknown? - Development of a Simulator for Excretory Care 査読

    Shoko Miyagawa, Yong Ah Seong, Zebing Mao, Tatsuhiro Horii, Hiroyuki Nabae, Shingo Maeda, Toshinori Fujie, Kenjiro Tadakuma, Hideyuki Sawada, Koichi Suzumori

    Human Systems Engineering and Design (IHSED 2023): Future Trends and Applications   112   205 - 211   2023年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:AHFE International  

    We developed a simulator to practice the digital disimpaction technique, a kind of excretory care that is commonly performed by home-care nurses in Japan. The key point of this study is that the requirements for creating a simulation model were not known in advance, so we adopted a rapid prototyping method, in which product development is carried out by repeatedly creating and testing simple prototypes and a user-participatory design method, where feedback is obtained directly from users. We proceeded with the development of the simulator and the definition of requirements simultaneously, repeating the process of creation, trial use, and feedback from interviews with skilled nurses. Digital disimpaction is a complex procedure involving interaction with a living body, in which a finger stimulates the rectum and facilitates the excretion of feces leveraging the rectum's natural biological response. Digital disimpaction is performed primarily by a nurse. Since digital disimpaction is an embarrassing and sometimes painful procedure for the patient, a smooth and comfortable technique is desirable. On the other hand, only a limited set of circumstances are provided to learn the digital disimpaction technique. The requirement for a "procedure requiring non-visible interaction," such as digital disimpaction, is hard to acquire through a simple interview because it is performed based on subjective sensation. Further, while the movement of the finger within the body is crucial, it is essentially impossible to learn through observation of a skilled nurse as it is not visible from the outside. For this reason, we created a simple rectal model as a first prototype. We improved the model by extracting requirements from observations and feedback on actual trial use by skilled nurses. From the first user experience of the simple 3D printed model, requirements were extracted regarding the texture of the rectum, the interaction between finger movement and rectal response, and the characteristics of the feces. A rectal model with a mucosal structure and a fecal model was created based on the obtained requirements. Through the second user experience, the process was repeated, where requirements were again extracted regarding the shape of the rectal model, the characteristics of the mucosa, and the rectal response with the finger movement. We redesigned the model to meet these refined requirements and developed a buttock model covering the rectal model.The results of the third user experience confirmed that the simulator mostly reproduced the intestinal setting as perceived by the nurses during the actual digital disimpaction procedure. This study suggests that the combination of rapid prototyping and user-participatory design can be used to systemize subjects for which requirements are hard to define in advance, such as care procedures based on tacit knowledge.

    DOI: 10.54941/ahfe1004131

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  • A method of testing pear fruit firmness with dielectric elastomer actuator excitation 査読

    Toshiki Hiruta, Kaishi Sasaki, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, Kentaro Takagi, Itsuro Kajiwara

    Electroactive Polymer Actuators and Devices (EAPAD) XXV   2023年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:SPIE  

    DOI: 10.1117/12.2657681

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  • InflatableMod: Untethered and Reconfigurable Inflatable Modules for Tabletop-sized Pneumatic Physical Interfaces 査読

    Takafumi Morita, Ziyuan Jiang, Kanon Aoyama, Ayato Minaminosono, Yu Kuwajima, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, Yasuaki Kakehi

    Proceedings of the 2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems   212   1 - 15   2023年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:ACM  

    DOI: 10.1145/3544548.3581353

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  • A Method for Controlling the Continuous Transparency of Three-dimensional Objects Utilizing Mechanical Emulsification

    Ziyuan Jiang, Takafumi Morita, Kanon Aoyama, Yu Kuwajima, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, Yasuaki Kakehi

    Proceedings of the Seventeenth International Conference on Tangible, Embedded, and Embodied Interaction   2023年2月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:ACM  

    DOI: 10.1145/3569009.3573122

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  • Scaled-down of high-voltage circuits for dielectric elastomer actuators.

    Ayato Minaminosono, Ryogo Onuki, Yunosuke Ohsugi, Naoki Hosoya, Shingo Maeda

    IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems(CBS)   13 - 18   2023年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/CBS55922.2023.10115362

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/cbs/cbs2023.html#MinaminosonoOOHM23

  • Demonstrating InflatableMod: Untethered and Reconfigurable Inflatable Modules for Tabletop-sized Pneumatic Physical Interfaces.

    Takafumi Morita, Ziyuan Jiang, Kanon Aoyama, Ayato Minaminosono, Yu Kuwajima, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, Yasuaki Kakehi

    Extended Abstracts of the 2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems   436 - 5   2023年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:ACM  

    DOI: 10.1145/3544549.3583928

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/chi/chi2023a.html#MoritaJAMKHMK23a

  • Reservoir Computing Model for Human Hand Locomotion Signal Classification 査読

    Thongking Witchuda, Ardi Wiranata, Shingo Maeda, Chinthaka Premachandra

    IEEE Access   11   19591 - 19601   2023年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    DOI: 10.1109/access.2023.3247631

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  • Artificial temperature-compensated biological clock using temperature-sensitive Belousov–Zhabotinsky gels 査読

    Yuhei Yamada, Hiroshi Ito, Shingo Maeda

    Scientific Reports   12 ( 1 )   2022年12月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    The circadian rhythm is a fundamental physiological function for a wide range of organisms. The molecular machinery for generating rhythms has been elucidated over the last few decades. Nevertheless, the mechanism for temperature compensation of the oscillation period, which is a prominent property of the circadian rhythm, is still controversial. In this study, we propose a new mechanism through a chemically synthetic approach (i.e., we realized temperature compensation by the Belousov–Zhabotinsky (BZ) gels). The BZ gels are prepared by embedding a metal catalyst of the BZ reaction into the gel polymer. We made the body of BZ gels using a temperature-sensitive polymer gel, which enabled temperature compensation of the oscillation by using temperature dependence of volume. Moreover, we constructed a simple mathematical model for the BZ oscillation in temperature-sensitive gels. The model can reproduce temperature compensation of BZ gels, even though all reactions are temperature sensitive according to the Arrhenius rule. Our finding hints that a soft body coupling may be underlying temperature-compensated biological functions, including circadian rhythms.

    DOI: 10.1038/s41598-022-27014-z

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    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s41598-022-27014-z

  • Fabrication of a stretchable electroadhesive pad

    Ayato Minaminosono, Ryoma Toyoda, Naoki Hosoya, Shingo Maeda

    2022 International Symposium on Micro-NanoMehatronics and Human Science (MHS)   2022年11月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/mhs56725.2022.10092034

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  • Creation of origami-inspired honeycomb structure using self-folding paper 査読

    Materials & Design   223   111146 - 111146   2022年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.matdes.2022.111146

    Scopus

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  • Periodical propagation of torsion in polymer gels 査読

    Scientific Reports   12 ( 1 )   1 - 8   2022年10月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-022-21198-0

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    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s41598-022-21198-0

  • Chemically cross-linked gel storage for fuel to realize evaporation suppression 査読

    Naoki Hosoya, Kazuki Nishiguchi, Hiroyasu Saito, Shingo Maeda

    Chemical Engineering Journal   444   136506 - 136506   2022年9月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.cej.2022.136506

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  • HydroMod : Constructive Modules for Prototyping Hydraulic Physical Interfaces 査読

    Takafumi Morita, Yu Kuwajima, Ayato Minaminosono, Shingo Maeda, Yasuaki Kakehi

    CHI Conference on Human Factors in Computing Systems   2022年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:ACM  

    DOI: 10.1145/3491102.3502096

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  • Self-Actuating and Nonelectronic Machines 招待 査読

    Shingo Maeda, Hiroki Shigemune, Hideyuki Sawada

    Journal of Robotics and Mechatronics   34 ( 2 )   249 - 252   2022年4月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Fuji Technology Press Ltd.  

    We here introduce three types of self-actuating and nonelectronic machines using chemical reactions and physicochemical transformations. Our strategy is to develop completely artificial and autonomous machines that do not rely on electronic components. We herein demonstrate Belousov-Zhabotinsky gel machines, active droplet machines, and paper machines.

    DOI: 10.20965/jrm.2022.p0249

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  • Low-Voltage Activation Based on Electrohydrodynamics in Positioning Systems for Untethered Robots 査読

    Keita Abe, Yumeta Seki, Yu Kuwajima, Ayato Minaminosono, Shingo Maeda, Hiroki Shigemune

    Journal of Robotics and Mechatronics   34 ( 2 )   351 - 360   2022年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Fuji Technology Press Ltd.  

    In recent years, untethered soft robots, free of the lines that restrict their mobility, have been studied extensively. Our research team has been focusing on the electrohydrodynamic phenomena (EHD) as a driving mechanism for untethered robots. EHD is a phenomenon in which a flow is generated by applying a high voltage to a dielectric liquid. We propose a method to drive a robot in an untethered manner using EHD by vertically stacking two types of liquids: conductive and dielectric. This method is simpler, more energy-efficient, and quieter than conventional systems. Although a lower voltage would prevent the enlargement of the system by limiting the electronic components, the generation of EHD requires a high voltage. Therefore, in this study, to realize the low voltage drive of untethered robots dominated by the electrostatic actuator, we tackled the reduction of the driving voltage by investigating the phenomenon. As a result, we achieved low voltage driving at 15 V and successfully drove with off-the-shelf batteries (18 V). We also investigated the output current flowing through the system to reduce power consumption. Therefore, in addition to improving the energy efficiency of the system, we confirmed that the difference of the generated current depended on the thickness of the dielectric liquid and the concentration of the conductive liquid.

    DOI: 10.20965/jrm.2022.p0351

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  • Electromechanical tensile test equipment for stretchable conductive materials 査読

    Ardi Wiranata, Yunosuke Ohsugi, Ayato Minaminosono, Yu Kuwajima, Shingo Maeda

    HardwareX   11   e00287 - e00287   2022年4月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.ohx.2022.e00287

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  • Electrochemical Dual Transducer for Fluidic Self-Sensing Actuation 査読

    Yu Kuwajima, Yumeta Seki, Yuhei Yamada, Satoshi Awaki, Shota Kamiyauchi, Ardi Wiranata, Yuto Okuno, Hiroki Shigemune, Shingo Maeda

    14 ( 2 )   3496 - 3503   2022年1月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acsami.1c21076

    Web of Science

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  • High-Frequency, low-voltage oscillations of dielectric elastomer actuators

    Ardi Wiranata, Makoto Kanno, Naoki Chiya, Hozuma Okabe, Tatsuhiro Horii, Toshinori Fujie, Naoki Hosoya, Shingo Maeda

    Applied Physics Express   15 ( 1 )   011002 - 011002   2022年1月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IOP Publishing  

    <title>Abstract</title>
    To increase safety and reduce the electric circuit cost, dielectric elastomer actuators (DEAs) must operate below the kV range. The simplest strategy to reduce the voltage operation is to decrease the dielectric elastomer membrane thickness. This research aims to demonstrate DEAs with a nanometric uniform thickness that can operate at a low voltage (below 70 V) and a high frequency. We use the roll-to-roll process to fabricate a 600 nm thick stretchable PDMS (polydimethylsiloxane) nanosheet and a 200 nm thick conductive nanosheet. These nanosheet-DEAs are tested in high-frequency operations of DC voltage below 70 V and in a frequency range of 1–30 kHz.

    DOI: 10.35848/1882-0786/ac3d41

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    その他リンク: https://iopscience.iop.org/article/10.35848/1882-0786/ac3d41/pdf

  • Firmness evaluation of postharvest pear fruit during storage based on a vibration experiment technique using a dielectric elastomer actuator 査読

    Toshiki Hiruta, Kaishi Sasaki, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, Itsuro Kajiwara

    Postharvest Biology and Technology   182   111697 - 111697   2021年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.postharvbio.2021.111697

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  • A DIY Fabrication Approach for Ultra-Thin Focus-Tunable Liquid Lens Using Electrohydrodynamic Pump 査読

    Taichi Murakami, Yu Kuwajima, Ardi Wiranata, Ayato Minaminosono, Hiroki Shigemune, Zebing Mao, Shingo Maeda

    Micromachines   12 ( 12 )   1452 - 1452   2021年11月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MDPI AG  

    DOI: 10.3390/mi12121452

    Scopus

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  • Simple Model for Compression of Cellular Materials Exhibiting Serial Buckling of the Microstructure 査読

    Yuhei Yamada, Shingo Maeda

    Journal of the Physical Society of Japan   90 ( 11 )   114003 - 114003   2021年11月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.7566/jpsj.90.114003

    Web of Science

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  • A DIY Fabrication Approach of Stretchable Sensors Using Carbon Nano Tube Powder for Wearable Device 査読

    Ardi Wiranata, Yunosuke Ohsugi, Ayato Minaminosono, Zebing Mao, Haruyuki Kurata, Naoki Hosoya, Shingo Maeda

    Frontiers in Robotics and AI   8 ( 773056 )   1 - 15   2021年11月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Frontiers Media SA  

    DOI: 10.3389/frobt.2021.773056

    Scopus

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  • Fabrication of Soft and Wearable Electrostatic Generator Based on Streaming Electrification 査読

    Shota Kamiyauchi, Yuki Yokoyama, Yu Kuwajima, Yumeta Seki, Satoshi Awaki, Shingo Maeda, Hiroki Shigemune

    Advanced Intelligent Systems   2100131 - 2100131   2021年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    DOI: 10.1002/aisy.202100131

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1002/aisy.202100131

  • Bidirectional electrohydrodynamic pump with high symmetrical performance and its application to a tube actuator 査読

    Zebing Mao, Takeshi Iizuka, Shingo Maeda

    Sensors and Actuators A: Physical   332   113168 - 113168   2021年10月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.sna.2021.113168

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  • Soft Robotic Gripper Based on Multi-Layers of Dielectric Elastomer Actuators 査読

    Witchuda Thongking, Ardi Wiranata, Ayato Minaminosono, Zebing Mao, Shingo Maeda

    Journal of Robotics and Mechatronics   33 ( 4 )   968 - 974   2021年8月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Fuji Technology Press Ltd.  

    DOI: 10.20965/jrm.2021.p0968

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  • AUTOMATIC BRUSHING MACHINE FOR STRETCHABLE ELECTRODES 査読

    Ardi Wiranata, Ayato Minaminosono, Shingo Maeda

    SEATUC journal of science and engineering   2 ( 1 )   1 - 7   2021年8月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • A chemical micropump actuated by self-oscillating polymer gel 査読

    Yusufu Aishan, Yaxiaer Yalikun, Yigang Shen, Yapeng Yuan, Satoshi Amaya, Takashi Okutaki, Atsuhito Osaki, Shingo Maeda, Yo Tanaka

    Sensors and Actuators B: Chemical   337   129769 - 129769   2021年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.snb.2021.129769

    Web of Science

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  • Wireless Electrohydrodynamic Actuators for Propulsion and Positioning of Miniaturized Floating Robots 査読

    Hiroki Shigemune, Kittamet Pradidarcheep, Yu Kuwajima, Yumeta Seki, Shingo Maeda, Vito Cacucciolo

    Advanced Intelligent Systems   2100004 - 2100004   2021年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    DOI: 10.1002/aisy.202100004

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1002/aisy.202100004

  • Experimental evaluation of frequency response and firmness of apples based on an excitation technique using a dielectric elastomer actuator 査読

    Toshiki Hiruta, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, Itsuro Kajiwara

    Sensors and Actuators A: Physical   330   112830 - 112830   2021年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.sna.2021.112830

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  • A Deformable Linear Dielectric Elastomer Actuator 査読

    Ardi Wiranata, Shingo Maeda

    Key Engineering Materials   884   430 - 436   2021年5月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Trans Tech Publications, Ltd.  

    Dielectric elastomer actuator (DEA) is a compact device that consists of stretchable electrodes and elastomers. This device is energy efficient in performance and holds great promise in the development of soft actuators. DEAs performance relies significantly on the mechanical properties of its elastomers. This present study focuses on evaluating the soft material made of Sylgard 184 as the elastomers for DEAs. Sylgard 184 is a silicone elastomer that comes with two main parts (elastomers and its curing agent). A specific mixing ratio between elastomers and curing agent is essential to produce solid and reliable silicone elastomer. The recommended ratio for the elastomer solution was ten parts for the elastomers and one part for the curing agent (10:1). Producing softer elastomers was possible by reducing the curing agent. However, the performance of the material was unknown. We performed a series of cyclic tensile tests to understand the mechanical characteristic of the elastomer made of Sylgard 184. The result shows that reducing the curing agent did not have a significant effect on its cyclic performance. Furthermore, the use of a 30:1 ratio in the application of DEAs and deformable linear actuator indicates stable performance for both devices.

    DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.884.430

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  • Untethered rotational system with a stacked dielectric elastomer actuator 査読

    Ayato Minaminosono, Hiroki Shigemune, Taichi Murakami, Shingo Maeda

    Smart Materials and Structures   30   065007   2021年4月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IOP Publishing  

    DOI: 10.1088/1361-665x/abf991

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    その他リンク: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-665X/abf991/pdf

  • Temperature and Humidity Dependence of Marangoni Convection and Its Effect on the Self-propulsion of an Oil Droplet 査読

    Masato Yamada, Hiroki Shigemune, Shingo Maeda, Hideyuki Sawada

    Chemistry Letters   50 ( 3 )   493 - 496   2021年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1246/cl.200842

    Web of Science

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  • Simple and Reliable Fabrication Method for Polydimethylsiloxane Dielectric Elastomer Actuators Using Carbon Nanotube Powder Electrodes 査読

    Ardi Wiranata, Yasuyuki Ishii, Naoki Hosoya, Shingo Maeda

    Advanced Engineering Materials   23 ( 6 )   2001181 - 2001181   2021年2月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    DOI: 10.1002/adem.202001181

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1002/adem.202001181

  • Experimental validation of vibration control in membrane structures using dielectric elastomer actuators in a vacuum environment 査読

    Toshiki Hiruta, Naoki Hosoya, Shingo Maeda, Itsuro Kajiwara

    International Journal of Mechanical Sciences   191   106049 - 106049   2021年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.ijmecsci.2020.106049

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  • Programming Stepwise Motility into a Sheet of Paper Using Inkjet Printing 査読

    Hiroki Shigemune, Shingo Maeda, Eiji Iwase, Shuji Hashimoto, Shigeki Sugano, Hideyuki Sawada

    Advanced Intelligent Systems   3   2000153 - 2000153   2021年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    DOI: 10.1002/aisy.202000153

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1002/aisy.202000153

  • Conical frustum gel driven by the Marangoni effect for a motor without a stator 査読

    Zebing Mao, Goki Shimamoto, Shingo Maeda

    Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects   608   125561 - 125561   2021年1月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.colsurfa.2020.125561

    Web of Science

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  • 液体金属のソフトアクチュエータへの適用と性能評価

    南之園 彩斗, 村上 泰智, アルデイ ワイラナタ, 大杉 裕之介, 重宗 宏毅, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2021   2P2-J12   2021年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmermd.2021.2p2-j12

    CiNii Research

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  • 誘電エラストマアクチュエータの昇圧回路への実装提案

    村上 泰智, 南之園 彩斗, 大杉 裕之介, 重宗 宏毅, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2021   2P2-J08   2021年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmermd.2021.2p2-j08

    CiNii Research

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  • Characteristic Evaluation of Dielectric Elastomer Actuator Based on The Stretchable Electrode Density.

    Taichi Murakami, Ayato Minaminosono, Ardi Wianata, Hozuma Okabe, Hiroki Shigemune, Shingo Maeda

    563 - 566   2021年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1109/RoboSoft51838.2021.9479343

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/robosoft/robosoft2021.html#MurakamiMWOSM21

  • Autonomous oil flow generated by self-oscillating polymer gels 査読

    Kyosuke Yoshimura, Yuji Otsuka, Zebing Mao, Vito Cacucciolo, Takashi Okutaki, Hideto Yamagishi, Shinji Hashimura, Naoki Hosoya, Tasuku Sato, Yoko Yamanishi, Shingo Maeda

    Scientific Reports   10 ( 1 )   2020年12月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1038/s41598-020-69804-3

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    その他リンク: http://www.nature.com/articles/s41598-020-69804-3

  • Design of electrohydrodynamic devices with consideration of electrostatic energy 査読

    T. Sato, S. Sakuma, M. Hijikuro, S. Maeda, M. Anyoji, Y. Yamanishi

    Cyborg and Bionic Systems   2021   in press - 8   2020年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Association for the Advancement of Science (AAAS)  

    The importance of actuators that can be integrated with flexible robot structures and mechanisms has increased in recent years with the advance of soft robotics. In particular, electrohydrodynamic (EHD) actuators, which have expandable integrability to adapt to the flexible motion of soft robots, have received much attention in the field of soft robotics. Studies have deepened the understanding of steady states of EHD phenomena but nonsteady states are not well understood. We herein observe the development process of fluid in a microchannel adopting a Schlieren technique with the aid of a high-speed camera. In addition, we analyze the behavior of fluid flow in a microchannel that is designed to have pairs of parallel plate electrodes adopting a computational fluid dynamics technique. Results indicate the importance of considering flow generated by electrostatic energy, which tends to be ignored in constructing and evaluating EHD devices, and by the body force generated by the ion-drag force. By considering these effects, we estimate the development process of EHD flow and confirm the importance of considering the generation of vortices and their interactions inside the microchannel during the development of EHD devices.

    DOI: 10.34133/2021/5158282

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  • Optimization of the Electrode Arrangement and Reliable Fabrication of Flexible EHD Pumps 招待 査読

    Yumeta Seki, Yu Kuwajima, Hiroki Shigemune, Yuhei Yamada, Shingo Maeda

    Journal of Robotics and Mechatronics   32 ( 5 )   939 - 946   2020年10月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Fuji Technology Press Ltd.  

    DOI: 10.20965/jrm.2020.p0939

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  • IMPLEMENTATION OF SYLGARD 184 FOR POWDERED BASED DIELECTRIC ELASTOMER ACTUATOR 査読

    1 ( 2 )   14 - 19   2020年9月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Vibration Control for Membrane Structures Using Multiple Dielectric Elastomer Actuators

    Hiroki ISHIHARA, Toshiki HIRUTA, Naoki HOSOYA, Shingo MAEDA, Itsuro KAJIWARA

    The Proceedings of the Dynamics &amp; Design Conference   2020   354 - 354   2020年8月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japan Society of Mechanical Engineers  

    DOI: 10.1299/jsmedmc.2020.354

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  • Firmness Evaluation of Apples Due to Excitation Using Dielectric Elastomer Actuators

    Toshiki HIRUTA, Naoki HOSOYA, Shingo MAEDA, Itsuro KAJIWARA

    The Proceedings of the Dynamics &amp; Design Conference   2020   355 - 355   2020年8月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japan Society of Mechanical Engineers  

    DOI: 10.1299/jsmedmc.2020.355

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  • Bubble-free System for Belousov-Zhabotinsky Gels 査読

    Yuji Otsuka, Yuto Sato, Shingo Maeda

    Chemistry Letters   49 ( 7 )   863 - 866   2020年7月

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    担当区分:責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Chemical Society of Japan  

    DOI: 10.1246/cl.200219

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  • Contraction waves in self-oscillating polymer gels 査読

    Zebing Mao, Masaya Kuroki, Yuji Otsuka, Shingo Maeda

    Extreme Mechanics Letters   39   100830 - 100830   2020年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.eml.2020.100830

    Web of Science

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  • Self-Assembled 3D Actuator Using the Resilience of an Elastomeric Material 査読

    Naoki Hashimoto, Hiroki Shigemune, Ayato Minaminosono, Shingo Maeda, Hideyuki Sawada

    Frontiers in Robotics and AI   6   2020年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3389/frobt.2019.00152

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  • 柔らかく変形可能なモータ 招待 査読

    南之園彩斗, 重宗宏毅, 細矢直基, 前田真吾

    計測と制御   58 ( 10 )   798 - 801   2019年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 計測自動制御学会  

    DOI: 10.11499/sicejl.58.798

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  • Design of dielectric elastomer actuators for vibration control at high frequencies 査読

    I. Kajiwara, S. Kitabatake, N. Hosoya, S. Maeda

    International Journal of Mechanical Sciences   157   849 - 857   2019年7月

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    記述言語:英語  

    This study evaluates the basic characteristics of smart structures composed of dielectric elastomer actuators (DEAs) to suppress vibrations. A DEA, which is a lightweight, flexible polymer that can induce high deformations, should realize next-generation actuators. Additionally, DEA can achieve vibration control of structures with complex shapes or curved surfaces. Herein the performance and efficacy of DEAs are evaluated as an actuator for vibration control at high frequencies. First, the appropriate DEA structure is considered. Second, the control system for the smart structure using the DEA is modeled and designed as an actuator. Third, a method to determine DEA&#039;s optimum arrangement and shape is discussed by focusing on the structure&#039;s strain energy. Finally, a control simulation and a control experiment validate the vibration suppression effects and the efficacy of the DEA.

    DOI: 10.1016/j.ijmecsci.2019.05.019

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  • Balloon dielectric elastomer actuator speaker 査読

    N. Hosoya, H. Masuda, S. Maeda

    Applied Acoustics   148   238 - 245   2019年5月

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    記述言語:英語  

    A balloon dielectric elastomer actuator (DEA) speaker is constructed by forming a disk-shaped DEA film into a sphere using air, increasing its surface area by 3033%. Sound is generated via expansion and contraction. Shaping the DEA film into a sphere decreases the film thickness and applies a significant amount of pre-strain (prestretch) to the film. In the experiment, sound pressure levels in an audible frequency response up to 16 kHz is the approximately same as both our previous hemispherical DEA speaker and this balloon DEA speaker, allowing an actuating voltage of the balloon speaker lower (800 V p-p signal with an offset of 400 V) than that of our previous hemispherical DEA speaker (2 kV). This is the first time to achieve the audible frequency response of the acrylic balloon DEA speaker. Furthermore, the acoustic radiation pattern of the speaker extends over a 270° range. Compared to polyhedron loudspeakers, which are currently used as omnidirectional sound sources in general acoustic tests, a balloon DEA speaker is compact and lightweight. Therefore, balloon DEA speakers have sufficient potential to contribute to the proper assessment of indoor acoustic characteristics using a scale model.

    DOI: 10.1016/j.apacoust.2018.12.032

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  • 運動パターンを創り出すマテリアルと知能の設計 招待

    前田真吾, 澤田秀之, 重宗宏毅, 三輪貴信

    日本機械学会誌   122 ( 1205 )   30 - 31   2019年4月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Directional and velocity control of active droplets using a rigid-frame 査読

    Masato Yamada, Hiroki Shigemune, Shingo Maeda, Hideyuki Sawada

    RSC Advances   9 ( 69 )   40523 - 40530   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/c9ra07789h

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  • しなやかさを生む確率情報処理とソフトロボットへの展開 (「システム工学を変革するソフトロボット学」特集号) 招待

    重宗 宏毅, 前田 真吾, 澤田 秀之, 三輪 貴信

    システム・制御・情報 = Systems, control and information : システム制御情報学会誌   63 ( 12 )   512 - 517   2019年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:システム制御情報学会  

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  • A deformable motor driven by dielectric elastomer actuators and flexible mechanisms 査読

    Ayato Minaminosono, Hiroki Shigemune, Yuto Okuno, Tsubasa Katsumata, Naoki Hosoya, Shingo Maeda

    Frontiers Robotics AI   6 ( FEB )   1 - 12   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3389/frobt.2019.00001

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  • Stretchable pumps for soft machines 査読

    V. Caccuciolo, J. Shintake, Y. Kuwajima, S. Maeda, D. Floreano, H. Shea

    Nature 572   572 ( 7770 )   516 - 519   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Machines made of soft materials bridge life sciences and engineering1. Advances in soft materials have led to skin-like sensors and muscle-like actuators for soft robots and wearable devices1,2,3. Flexible or stretchable counterparts of most key mechatronic components have been developed4,5, principally using fluidically driven systems6,7,8; other reported mechanisms include electrostatic9,10,11,12, stimuli-responsive gels13,14 and thermally responsive materials such as liquid metals15,16,17 and shape-memory polymers18. Despite the widespread use of fluidic actuation, there have been few soft counterparts of pumps or compressors, limiting the portability and autonomy of soft machines4,8. Here we describe a class of soft-matter bidirectional pumps based on charge-injection electrohydrodynamics19. These solid-state pumps are flexible, stretchable, modular, scalable, quiet and rapid. By integrating the pump into a glove, we demonstrate wearable active thermal management. Embedding the pump in an inflatable structure produces a self-contained fluidic ‘muscle’. The stretchable pumps have potential uses in wearable laboratory-on-a-chip and microfluidic sensors, thermally active clothing and autonomous soft robots.

    DOI: 10.1038/s41586-019-1479-6

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    その他リンク: http://www.nature.com/articles/s41586-019-1479-6

  • Three-dimensional micro displacement measurement with multiple-particle tracking using Digital Holographic Microscopy 査読

    Y. Morita, T. Matsuo, S. Maeda, M. Oishi, M. Oshima

    Applied Optics   57 ( 36 )   10541 - 10547   2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1364/AO.57.010541

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  • Stretchable Suction Cup with Electroadhesion 査読

    Yuto Okuno, Hiroki Shigemune, Yu Kuwajima, Shingo Maeda

    Advanced Materials Technologies   4 ( 1 )   1800304   2018年10月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    DOI: 10.1002/admt.201800304

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  • Dielectric elastomer actuators with carbon nanotube electrodes painted with a soft brush 査読

    Hiroki Shigemune, Shigeki Sugano, Jun Nishitani, Masayuki Yamauchi, Naoki Hosoya, Shuji Hashimoto, Shingo Maeda

    Actuators   7 ( 51 )   1 - 11   2018年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/act7030051

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  • Dynamic characterizations of underwater structures using noncontact vibration tests based on nanosecond laser ablation in water: evaluation of passive vibration suppression with damping materials 査読

    Naoki Hosoya, Itsuro Kajiwara, Koh Umenai, Shingo Maeda

    JVC/Journal of Vibration and Control   24   3714 - 3725   2018年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1177/1077546317710158

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  • Evaluation of Invasiveness by Breakdown Phenomena of Electrically Induced Bubbles for a Needle-Free Injector 査読

    Keita Ichikawa, Shingo Maeda, Yoko Yamanishi

    Journal of Microelectromechanical Systems   27 ( 2 )   305 - 311   2018年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    DOI: 10.1109/JMEMS.2018.2793314

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  • Conduction Electrohydrodynamics with Mobile Electrodes: A Novel Actuation System for Untethered Robots 査読

    Vito Cacucciolo, Hiroki Shigemune, Matteo Cianchetti, Cecilia Laschi, Shingo Maeda

    ADVANCED SCIENCE   4 ( 9 )   2017年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/advs.201600495

    Web of Science

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  • Electrohydrodynamic Conduction Pump with Asymmetrical Electrode Structures in the Microchannels 査読

    Tasuku Sato, Yoko Yamanishi, Vito Cacucciolo, Yu Kuwajima, Hiroki Shigemune, Matteo Cianchetti, Cecilia Laschi, Shingo Maeda

    CHEMISTRY LETTERS   46 ( 7 )   950 - 952   2017年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1246/cl.170217

    Web of Science

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  • Non-destructive firmness assessment of apples using a non-contact laser excitation system based on a laser-induced plasma shock wave

    Naoki Hosoya, Michiru Mishima, Itsuro Kajiwara, Shingo Maeda

    POSTHARVEST BIOLOGY AND TECHNOLOGY   128   11 - 17   2017年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.postharvbio.2017.01.014

    Web of Science

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  • Printed Paper Robot Driven by Electrostatic Actuator 査読

    Hiroki Shigemune, Shingo Maeda, Vito Cacucciolo, Yoshitaka Iwata, Eiji Iwase, Shuji Hashimoto, Shigeki Sugano

    IEEE Robotics and Automation Letters   2 ( 2 )   1001 - 1007   2017年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/LRA.2017.2658942

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  • Origami Robot: A Self-Folding Paper Robot With an Electrothermal Actuator Created by Printing 査読

    Hiroki Shigemune, Shingo Maeda, Yusuke Hara, Naoki Hosoya, Shuji Hashimoto

    IEEE-ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS   21 ( 6 )   2746 - 2754   2016年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/TMECH.2016.2593912

    Web of Science

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  • High spatial and temporal resolution measurement of mechanical properties in hydrogels by non-contact laser excitation 査読

    N. Hosoya, Y. Terashima, K. Umenai, S. Maeda

    AIP ADVANCES   6 ( 9 )   2016年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.4964305

    Web of Science

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  • Damage Detection in Transparent Materials Using Non-Contact Laser Excitation by Nano-Second Laser Ablation and High-Speed Polarization-imaging Camera 査読

    N. Hosoya, R. Umino, I. Kajiwara, S. Maeda, T. Onuma, A. Mihara

    EXPERIMENTAL MECHANICS   56 ( 2 )   339 - 343   2016年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s11340-015-0089-y

    Web of Science

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  • Large deformation of self-oscillating polymer gel 査読

    Shingo Maeda, Terukazu Kato, Yuji Otsuka, Naoki Hosoya, Matteo Cianchetti, Cecilia Laschi

    Physical Review E   93 ( 1 )   2016年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society  

    DOI: 10.1103/PhysRevE.93.010501

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  • Hemispherical breathing mode speaker using a dielectric elastomer actuator 査読

    Naoki Hosoya, Shun Baba, Shingo Maeda

    JOURNAL OF THE ACOUSTICAL SOCIETY OF AMERICA   138 ( 4 )   EL424 - EL428   2015年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1121/1.4934550

    Web of Science

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  • Rapid response of thermo-sensitive hydrogels with porous structures

    Shingo Maeda, Terukazu Kato, Hikaru Kogure, Naoki Hosoya

    APPLIED PHYSICS LETTERS   106 ( 17 )   2015年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1063/1.4919585

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  • Peristaltic motion of tubular gel driven by acid-autocatalytic reaction 査読

    Takashi Mikanohara, Shingo Maeda, Yusuke Hara, Shuji Hashimoto

    ADVANCED ROBOTICS   28 ( 7 )   457 - 465   2014年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1080/01691864.2013.876934

    Web of Science

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  • Adhesion of Gels by Silica Particle 査読

    Hidekazu Abe, Yusuke Hara, Shingo Maeda, Shuji Hashimoto

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   118 ( 9 )   2518 - 2522   2014年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/jp410367v

    Web of Science

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  • Surface Modification Method for Adhesion of Gels 査読

    Hidekazu Abe, Yusuke Hara, Shingo Maeda, Shuji Hashimoto

    CHEMISTRY LETTERS   43 ( 2 )   243 - 245   2014年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1246/cl.130905

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  • Volume Oscillation of Microphase-Separated Gel 査読

    Shingo Maeda, Shuji Hashimoto

    MACROMOLECULAR CHEMISTRY AND PHYSICS   214 ( 3 )   343 - 349   2013年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/macp.201200448

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  • Volume Oscillation in Macroporous Gel 査読

    Shingo Maeda, Wahei Oda

    CHEMISTRY LETTERS   41 ( 11 )   1526 - 1528   2012年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1246/cl.2012.1526

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  • アクリル系ヒドロゲル/スメクタイト複合体の熱挙動と細孔特性 査読

    宮嶋尚哉, 佐々木翔太, 原 雄介, 阪根英人, 吉野雄太, 前田真吾, 桑原哲夫

    Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan   19 ( 356 )   30 - 36   2012年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:無機マテリアル学会  

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  • Design of Autonomous Gel Actuators 査読

    Shingo Maeda, Yusuke Hara, Satoshi Nakamaru, Shuji Hashimoto

    POLYMERS   3 ( 1 )   299 - 313   2011年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/polym3010299

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  • A Pendulum-Like Motion of Nanofiber Gel Actuator Synchronized with External Periodic pH Oscillation 査読

    Hiroki Nakagawa, Yusuke Hara, Shingo Maeda, Shuji Hasimoto

    POLYMERS   3 ( 1 )   405 - 412   2011年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/polym3010405

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  • Molecular Design and Functional Control of Novel Self-Oscillating Polymers 査読

    Yusuke Hara, Shingo Maeda, Shuji Hashimoto, Ryo Yoshida

    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES   11 ( 2 )   704 - 718   2010年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/ijms11020704

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  • Active Polymer Gel Actuators 査読

    Shingo Maeda, Yusuke Hara, Ryo Yoshida, Shuji Hashimoto

    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES   11 ( 1 )   52 - 66   2010年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/ijms11010052

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  • Self-oscillating gel as novel biomimetic materials 査読

    Ryo Yoshida, Takamasa Sakai, Yusuke Hara, Shingo Maeda, Shuji Hashimoto, Daisuke Suzuki, Yoko Murase

    JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE   140 ( 3 )   186 - 193   2009年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jconrel.2009.04.029

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  • Control of Autonomous Swelling - Deswelling Behavior for a Polymer Gel 査読

    Satoshi Nakamaru, Shingo Maeda, Yusuke Hara, Shuji Hashimoto

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   113 ( 14 )   4609 - 4613   2009年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/jp811228y

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  • Design of a Mass Transport Surface Utilizing Peristaltic Motion of a Self-Oscillating Gel 査読

    Yoko Murase, Shingo Maeda, Shuji Hashimoto, Ryo Yoshida

    LANGMUIR   25 ( 1 )   483 - 489   2009年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/la8029006

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  • Control of the dynamic motion of a gel actuator driven by the Belousov-Zhabotinsky reaction 査読

    Shingo Maeda, Yusuke Hara, Ryo Yoshida, Shuji Hashimoto

    MACROMOLECULAR RAPID COMMUNICATIONS   29 ( 5 )   401 - 405   2008年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/marc.200700717

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  • Peristaltic motion of polymer gels

    Shingo Maeda, Yusuke Hara, Ryo Yoshida, Shuji Hashimoto

    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION   47 ( 35 )   6690 - 6693   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/anie.200801347

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  • Self-Oscillating Gel Actuator for Chemical Robotics 招待 査読

    Shingo Maeda, Yusuke Hara, Ryo Yoshida, Shuji Hashimoto

    ADVANCED ROBOTICS   22 ( 12 )   1329 - 1342   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1163/156855308X344855

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  • Design of Self-Oscillating Gel Actuators for Aiming at Chemical Robot 査読

    Shingo Maeda, Yusuke Hara, Ryo Yoshida, Shuji Hashimoto

    KOBUNSHI RONBUNSHU   65 ( 10 )   634 - 640   2008年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1295/koron.65.634

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  • Self-walking gel 査読

    Shingo Maeda, Yusuke Hara, Takamasa Sakai, Ryo Yoshida, Shuji Hashimoto

    ADVANCED MATERIALS   19 ( 21 )   3480 - +   2007年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/adma.200700625

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  • Microfabrication of functional polymer gels and their application to novel biomimetic materials 査読

    Ryo Yoshida, Kazuya Omata, Kotaro Yamaura, Takamasa Sakai, Yusuke Hara, Shingo Maeda, Shuji Hashimoto

    JOURNAL OF PHOTOPOLYMER SCIENCE AND TECHNOLOGY   19 ( 4 )   441 - 444   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2494/photopolymer.19.441

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  • Self-oscillating soluble-insoluble changes of a polymer chain including an oxidizing agent induced by the Belousov-Zhabotinsky reaction 査読

    Y Hara, T Sakai, S Maeda, S Hashimoto, R Yoshida

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B   109 ( 49 )   23316 - 23319   2005年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/jp055157y

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書籍等出版物

  • The science of soft robots : design, materials and information processing

    Yamada, Y, Maeda, S, Furusawa, K, Shimizu, M, Ito, H, Sugi, T, Material Intelligence. In, Suzumori, K, Fukuda, K, Niiyama, R, Nakajima, K( 担当: 分担執筆 範囲: 319-355)

    Springer Nature Singapore  2023年9月  ( ISBN:9789811951732

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    総ページ数:xvi, 406 p.   記述言語:英語  

    CiNii Books

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  • Soft Actuators. In: Suzumori, K., Fukuda, K., Niiyama, R., Nakajima, K. (eds) The Science of Soft Robots. Natural Computing Series.

    Shingo Maeda, Yuhei Yamada, Hiroyuki Nabae, Kenjiro Tadakuma, Koichi Suzumori, Zebing Mao, Jun Shintake, Hideyuki Sawada, Yuya Morimoto, Masahiro Shimizu( 担当: 分担執筆 範囲: 219-267)

    Springer  2023年9月  ( ISBN:9789811951732

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    総ページ数:xvi, 406 p.   記述言語:英語  

    CiNii Books

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  • やわらかものづくりハンドブック : 先端ソフトマターのプロセスイノベーションとその実践

    山田雄平, 前田真吾, 古川, 英光, 川上, 勝( 担当: 分担執筆 範囲: 人工筋肉,BZ反応振動の作り方)

    エヌ・ティー・エス  2022年12月  ( ISBN:9784860437800

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    総ページ数:3, 9, 563, 15p   記述言語:日本語  

    CiNii Books

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MISC

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講演・口頭発表等

  • 静電吸着を適用したDEAによる絶縁体はりの加振に関する研究 招待

    比留田稔樹, 徳重洋太, 大野 純弥, 細矢直基, 前田真吾, 新竹純, 梶原逸朗, 高木賢太郎

    第25回計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会 2024年12月20日 公益社団法人 計測自動制御学会 SI部門  2024年12月 

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    開催年月日: 2024年12月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • Self-motion of soft materials 招待

    Shingo Maeda

    2024 IEEE 20th International Conference on Automation Science and Engineering  2024年9月 

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    開催年月日: 2024年8月 - 2024年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • BZゲル同士の同期を生み出す2種類の相互作用の数値解析による比較

    助川太朗, 山田雄平, 前田真吾, 前田真吾

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)  2024年 

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    開催年月日: 2024年

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  • ミクロ相分離構造がゲルの収縮ダイナミクスへ与える影響の評価

    平澤瑞希, 山田雄平, 前田真吾, 古川英光

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM) (日本物理学会春季大会講演概要集(CD-ROM))  2024年 

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    開催年月日: 2024年

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 相互作用する複数のBZゲルのモデルに見られる同期の理論解析

    助川太朗, 前田真吾, 前田真吾, 山田雄平

    日本物理学会講演概要集(CD-ROM)  2023年 

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    開催年月日: 2023年

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  • 自励振動する高分子ゲル間の機械的相互作用による同期現象のモデル化と数値解析

    助川太朗, 前田真吾, 山田雄平

    Dynamics & Design Conference (CD-ROM)  2023年 

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    開催年月日: 2023年

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  • 機能的マテリアルとソフトロボットの知能化への展開 招待

    重宗宏毅, 前田真吾, 澤田秀之

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)  2019年9月 

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    開催年月日: 2019年9月

    記述言語:日本語  

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  • 非接触可視化手法を用いたElectrohydrodynamicについての研究

    佐藤 匡, 前田 真吾, 山西 陽子

    マイクロ・ナノ工学シンポジウム  2019年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語  

    <p>In this study, we performed a flow visualization experiment of electrohydrodynamic (EHD) which is known to be a simple system with high power generation soft actuators. There is no comparison between actual phenomena and theory on how flow occurs in EHD because EHD tend to use specific low electric conductive flow which deteriorate the experimental setup. The purpose of this study was to observe the flow in the device by the Schlieren method and compare it with the simulation results obtained from the theoretical formula. In general, the electric field intensity at generated EHD is known to be 106-107 V / m. Based on this parameter, we fabricated a simple EHD device for observation. Novec 7300 was filled in the channel, and a voltage of 3 kV was applied, followed by observation with a Schlieren optical system. The results show that vortices are generated from both method of experimental observation and simulation.</p>

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  • 電気流体現象を用いた流体制御の研究

    佐藤 匡, 前田 真吾, 山西 陽子

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2019年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語  

    <p>We have developed a small actuator which does not require mechanical elements by using Electrohydrodynamic (EHD) actuation which is a phenomenon favorable for downsizing. One of the advantages of this actuator is that it can be driven with little electric power. In this study, we propose a novel concept of "virtual valve" which is unlike conventional mechanical valve and a fluid itself is controlled locally by EHD. The pressure gap produces "virtual valve" in fluidic channel to control fluid. The advantage of this valve is no disturbance of fluid upstream and downstream of the channel because of short response time. Also, generated pressure can be controlled by the applied electric field. This device contributes to a new compact mechanical design, especially in microdevice.</p>

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  • BZゲルの応力緩和現象に関する調査

    黒木 雅也, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2019年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語  

    <p>A gel is composed of three-dimensionally crosslinked polymer chain and solvents such as water. Especially, a stimuli responsive polymer gel is known to generate volume change by external stimulation. A BZ gel contains metal catalyst for Belousov - Zhabotinsky (BZ) reaction, and generates autonomous motion coupled with the BZ reaction. BZ reaction demonstrates chemical oscillation and chemical waves. In this study, we investigated chemical waves in BZ gels under strain.</p>

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  • 銀線を用いたBZゲルの制御

    小森 仁人, 大塚 裕司, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2019年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語  

    <p>A BZ gel swells and contract repeatedly without stimulus. Herein, we aimed at control the oscillating of BZ gel by induction of the oxidation using silver ion. In order to induce oxidation in BZ gel, we made the BZ gel contact the silver periodically. As a result, we found that oscillating of BZ gel changes depending on the contact period of the silver wire. Hereafter, we would investigate the relationship between the contact period of silver wire and the reaction period of BZ gel.</p>

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  • BZゲル駆動型マイクロポンプの研究

    山岸 秀人, 前田 真吾, 大塚 裕司

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2019年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語  

    <p>In recent years, medical micropumps have been studied, and problem for the micropump include the complexity of their structure and leakage current in micropumps. In this study, we develop a micropump driven only by chemical energy without electronic devices. The pumps include oscillating gel driven by the oscillatory BZ reaction, and the gel swells and shrinks autonomously driven gel using BZ reaction (BZ gel). We believe that BZ gels could be useful for the medical micropumps.</p>

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  • 自律駆動ゲルの応力ひずみ特性

    奥瀧 貴嗣, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2019年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語  

    <p>The Stimulation Responsive polymer gels are actuated by temperature. Added Metal complex that causes to make Belousov-Zhabotinsky reaction to the gels, and causing BZ reaction, there are doing periodic swell-deswell motion. They were named as Self Actuated Gels. Gels are sensitive to temperature, so we researched Stress-strain characteristics of Oxidized state and Reduced state in Self Actuated Gels with temperature of different solutions. The solution's temperature is 10°C and 30°C in experiments. As a result, the true-strain in 10°C until broken the gel were 0.63 (oxidized) and 0.67 (reduced). At 30°C is 1.11 (oxidized) and 1.24 (reduced).In addition, when 10°C and true-strain is 0.6 ,there was about 5 kPa that the difference of true-stress. At 30°C (true-strain was 0.6), is about 13kPa that the difference of true-stress. From this result, we could estimate the true-strain of until broken the gels, and known the measure of the mechanical energy that can be taken out.</p>

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  • 形状に着目した自走油滴の方向制御

    山田 賢杜, 重宗 宏毅, 前田 真吾, 澤田 秀之

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2019年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語  

    <p>In this research, we focus on a self-propelled phenomenon of an oil droplet due to surface activation reaction. It is known that the behavior of a self-propelled oil droplet varies depending on its shape. When an oil droplet is spherical shape, the droplet shows stochastic behavior such as curvilinear motion and direction change, and when the oil droplet is boomerang shape, the droplet moves steadily in linear locomotion. Therefore, we focused on the shape of the oil droplet running straightly, and attempt the direction control by deforming the oil droplet into the boomerang shape using the exoskeleton frame. Furthermore, we exploit a method to transport an overwater object.</p>

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  • 誘電エラストマを用いた自動組立アクチュエータ

    橋本 尚輝, 重宗 宏毅, 南之園 彩斗, 前田 真吾, 澤田 秀之

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2019年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語  

    <p>We focused on the high elasticity of elastomer, and proposed a model for forming a three-dimensional structure using its characteristics. Furthermore, by exploiting elastomer as a dielectric elastomer actuator (DEA), we developed prototypes of a self-assembled actuator which can be driven by voltage application. We attempted several experiments to investigate basic characteristics of the actuator. Finally, we propose applications of the proposed actuator to the robots based on the experimental results.</p>

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  • 誘電エラストマーアクチュエータの発生応力分布の可視化

    清水 翔, 細矢 直基, 前田 真吾

    Dynamics & Design Conference  2019年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語  

    <p>This paper discusses the relationship between the characteristics of a flexible electrode and a stress distribution. We used the high-speed polarization camera to visualize a generated stress distribution of a dielectric elastomer actuator during an actuation. Carbon nanotube and acrylic rubber were used to make a flexible electrode and an elastomer film, respectively. In this experiment, by comparing a stress distribution due to the electrode orientation, it was investigated how electrode orientation affect a stress distribution.</p>

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  • 誘電エラストマーアクチュエータを用いた膜構造の振動制御

    比留田 稔樹, 平原 隼人, 梶原 逸朗, 細矢 直基, 前田 真吾

    Dynamics & Design Conference  2019年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語  

    <p>In order to realize a vibration suppression of flexible structures like a membrane, we focus on introducing a smart structures technology to the membrane structure. In this study, a vibration control system using a DEA as an actuator for the membrane structure is proposed. A non-contact vibration test system using a high power Nd: YAG pulse laser for producing an ideal impulse excitation and laser Doppler vibrometers for measuring the response on the membrane is used for evaluating the vibration characteristics of the smart membrane structure. DEA is flexible, light and stretchable, and so it is suitable to be installed on the membrane structures as an actuator. Considering applications of DEA as space structures, a vacuum chamber is used in the control experiments. To confirm the effectiveness of the proposed method, the control experiments with H control for reducing multiple modes vibration are conducted in the vacuum chamber. It is verified by this study that the present active control method combined with the passive control mechanism due to DEA's damping effectively suppresses the vibration responses of the membrane structure in wide frequency range.</p>

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  • 平面電極を用いた高圧力EHDポンプの開発

    関 夢太, 前田 真吾

    Dynamics & Design Conference  2019年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語  

    <p>Compact and lightweight actuators have attracted attention for the human-machine coexistence society. However, these actuators based on conventional mechatronics mechanical elements such as motor make mechanical noise.. In this work, we propose an actuator driven by ElectroHydroDynamics(EHD). EHD is a fluidic phenomenon coupled with electrochemical reaction that can induce pressure through the application of a high-intensity electric field. The pump driven by EHD doesn't make mechanical noise because of it doesn't have drive part. Various EHD pumps have been developed in previous research, but all of them were not able to used any devices because of output pressure was not high. We succeeded in developing a pump driven by EHD increasing pressure by changing the electrode structure, fabricated by using a 3D printer and a cutting plotter. We obtained the pressure of 3458 Pa of EHD pump applying 8kV. EHD pump which we made was able to make approximately 9 times the output pressure campared to conventional.</p>

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  • 誘電エラストマを用いた柔軟な静電センサ

    南之園 彩斗, 飯田 隆広, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2019年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語  

    <p>Soft robots have a possibility to open up the coexisting society. For adapting external environment, Soft robots need sensing function of its strain or external force. The Dielectric elastomer sensors (DES) can sense large strain and consists of flexible elastomer, sandwiched two flexible electrodes. The construction of the DES is same as Dielectric elastomer actuators (DEAs). If communization of sensor and actuator is realized, the mechanisms of the Soft robot become simply. Herein we made a DES by using materials same as DEA. In the first experiment, the DES sensed strain of 40% maximum. We assumed that the path of the electrode was broken in the strain of 40%. Therefore, we made the electrodes after we applied the pre-stretch to the elastomer. In the result, the DES sensed the strain of 80%. We succeeded in improving the sensor's performance and noticed the importance of the pre-stretch.</p>

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  • Robots Based on Chemical System 招待

    Shingo Maeda

    MHS 2018 - 2018 29th International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science  2018年12月 

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    開催年月日: 2018年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Study of low energy micro ehd pump by designed electric field

    Tasuku Sato, Shingo Maeda, Yoko Yamanishi

    MHS 2018 - 2018 29th International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science  2018年12月 

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    開催年月日: 2018年12月

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  • 高効率Electrohydrodynamicのための原理と実現象についての研究

    佐藤 匡, 山西 陽子, 前田 真吾

    マイクロ・ナノ工学シンポジウム  2018年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2018年

    記述言語:日本語  

    <p>In this research, comparing and investigating the actuator using Electrohydrodynamic (EHD), which is electrically controllable and suitable for miniaturization. We fabricated a micro EHD device and gained the pressure of 24 Pa when the voltage was applied 25 V. It is generally known that EHD flow is occurred when the electric field intensity is 106 to 107 V / m. Required electric field intensity was calculated with this device for the applied voltage of 25 V, and it was confirmed that it is exceeded the calculated range of 106 ~ 107 V/m. EHD flow consider to be generate of when the applied voltage was 25 V. The difference between the actual phenomenon and the theory is under investigation. Observed EHD flow was visualized the Schlieren method and compared with the calculated results. This work was carried out to obtain efficient low voltage EHD device.</p>

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  • DEAモータとその制御モジュールの開発

    南之園 彩斗, 重宗 宏毅, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2018年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2018年

    記述言語:日本語  

    <p>Dielectric elastomer actuators (DEAs) consist of simple structure and operate by low power. Since DEAs require a high voltage to drive, it is important to make compact control circuit for mounting in devices. Herein we have developed a DEA controller that can distribute high voltages to multiple DEAs generated by one booster. The controller can deliver the power to four DEAs using switching function which consists of microcomputer and MOSFET.In order to verify the function, we used a DEA motor which is required chaining control DEA. The maximum rotation speed of the motor was 30 rpm when we applied 1.8 kV to it. The DEA motor rotates when four DEAs deform. In the future, we will demonstrate that DEA is very light actuator, including circuit.</p>

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  • DEAの振動を用いた推進に関する研究

    菅野 誠, 重宗 宏毅, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2018年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2018年

    記述言語:日本語  

    <p>Propulsion using vibration is studied as a new locomotion method of the actuator. The locomotion with vibration has advantages such as simple structure and light weight. In this research, we propose to control an actuator with frequency by using Dielectric Elastomer Actuator(DEA), which has been studied as an artificial muscle. We analyzed vibration modes of the modeled actuator , and compared with experimental results. We found some relationship between vibration mode and operation.</p>

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  • 多孔質薄膜エラストマーの製作方法と力学的評価

    小林 優太, 宇津 直輝, 重宗 宏毅, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2018年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2018年

    記述言語:日本語  

    <p>Porous materials have been applied in various applications such as cushioning materials and adsorbing materials. Furthermore, it can be considered that it can be applied to packing etc. by making it into a thin film. Therefore, a method of manufacturing a porous material thin film will be described. Further, ultrasonic treatment in the conventional manufacturing process takes time to process and has a problem of product variation. Therefore, the mechanical evaluation of the effect of ultrasonic treatment was carried out.</p>

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  • マイクロEHDポンプにおける印加電界の非対称性の研究

    佐藤 匡, 山西 陽子, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2018年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2018年

    記述言語:日本語  

    <p>In recent years, miniaturization of mechanical elements is interesting with improving machine function. If mechanical elements are miniaturized as the simple method, it is expected that physical and mechanical limitations exist. Therefore, researchers have been studying effective actuators and sensors in a minute space. Recent study of micro-actuators without mechanical elements is getting much attention especially on "chemical actuators" without mechanical elements. For the present study we focused on Electro-Hydro-Dynamic: EHD as chemical actuators. The functions of EHD are driven when the high electric field is applied to dielectric fluid. The development of micro-EHD pump was carried out which has a simple structure and easy to manufacture. This micro-EHD pump has little loss in terms of both of fluid effect and electro-chemical effect.</p>

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  • BZゲルの応力緩和時における膨潤・収縮波に関する研究

    黒木 雅也, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2018年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2018年

    記述言語:日本語  

    <p>Polymer gels consist of chain molecules, and are three-dimensionally crosslinked materials containing a solvent such as water. Especially, it is known that stimuli-responsive polymer gels cause volume changes in response to external stimuli such as changes in temperature and pH. Previously, we developed BZ gels that generate autonomous motion driven by a chemical reaction network. BZ gels consist of stimuli responsive gels and a metal ion of Belousov - Zhabotinsky reaction. BZ gels are expected to be utilized as nano-micro machines and new soft actuators. Recently we found that behaviors of BZ gels strongly depend on mechanical condition. Herein we investigated mechanical waves under stretched condition of BZ gels.</p>

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  • DEAによる構造物の振動制御に関する研究:(DEAの積層構成と制御効果の考察)

    平原 隼人, 梶原 逸朗, 前田 真吾, 細矢 直基

    Dynamics & Design Conference  2018年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2018年

    記述言語:日本語  

    <p>This paper investigates active vibration control effects of Dielectric Elastomer Actuator (DEA) and magnitude of exciting force generated by multi-layer DEA. DEA attracts attention as a next-generation actuator because of lightness, flexibility and deformability. Frist, the state-space modeling of the system is conducted by system identification approach with the experimental modal analysis for control system design. Second, the vibration controller is designed by solving the H control problem and, finally, the closed-loop performance is evaluated by experiment.</p>

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  • 電界誘起マイクロバブルを用いた直接凝着めっき法の創生

    市川 啓太, 福山 雄大, 前田 真吾, 山西 陽子

    マイクロ・ナノ工学シンポジウム  2017年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2017年

    記述言語:日本語  

    In this study, we propose a new metallization method which is based on the cavitation phenomena and electro-chemical properties of micro-bubbles. First of all, one point metallization experiment was carried out and it was confirmed that the metal is successfully fixed on a substrate. As a result, we confirmed that deposited material was seems to be nickel. Nickel which is initially ionic state in plating solution can be deposited by reduction reaction which is brought by electric charge on the bubble. This technology has possibility to metallize wide range of materials such as paper, polymer, metal and so on, and easy to apply to the 3D printing machine. Precise, robust and simple electrical circuit can be fabricated without any complicated procedures and pre-treatment and which can be contribute to micro-fabrication technology.

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  • CONDUCTION PUMPINGを用いたポンプの設計

    桑島 悠, 重宗 宏毅, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2017年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2017年

    記述言語:日本語  

    <p>Designing and manufacturing actuators made of soft materials are one of the most important theme for future robotics. Soft robots mostly operate using compressor, and generate unique motions. Air is transferred to soft actuators from the external compressor. The size of soft robots using compressor tends to be large at present. We focused on ElectroHydroDynamics (EHD) which induces fluid flows by electrical potential to miniaturize the size of soft robots. EHD is a fluidic phenomenon coupled with electrochemical reaction. In this paper, we can control directions of fluidic flow in our EHD pumps using symmetrical structure. we fabricated EHD pumps by 3D printer. The plate electrodes are parallel to flow path. We obtained pressure of 381 Pa with 6 kV. We expand the possibility to miniaturize the size of soft robots.</p>

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  • 多孔質エラストマーの作製

    前田 真吾, 重宗 宏毅, 宇津 直輝

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2017年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2017年

    記述言語:日本語  

    <p>Porous materials have excellent properties as heat insulation, cushion, and adsorption. If porous materials were soft and high mechanical strength, they could deform largely with collapsing the internal pores. Porous materials are also suitable for integration with actuators because they are easy to deform by external force. In addition, it is assumed that porous material doesn't have closed cell structures but open cell ones, they are easily deformed by external force. Also, the smaller the porous materials are, the more available fields increase. Herein we synthesized porous elastomer like thin film and investigated the mechanical properties.</p>

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  • 複数の自励振動ゲルから得られる発生力

    吉村 恭輔, 大塚 裕司, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2017年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2017年

    記述言語:日本語  

    <p>Coupling polymer gel and Belousov-Zhabotinsky (BZ) reaction makes it possible to create a active polymer gel that swells and shrinks repeatedly (BZ gel). BZ gels are expected as chemical actuators in field of soft robotics. We have studied some chemical actuators using BZ gels. However, they generate only a small force. Herein we attempt to obtain more force using multiple BZ gels. In order to synchronize the period of BZ reaction, we added external force of periodic step waves to two BZ gels, and obtained force of the two gels 1.62 times larger than single one.</p>

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  • 電気流体現象を用いたマイクロレンズの研究

    佐藤 匡, 前田 真吾, 山西 陽子

    マイクロ・ナノ工学シンポジウム  2017年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2017年

    記述言語:日本語  

    Micro-lenses of small mechanical elements are used for image pickup devices and displays, and finer lenses are required to improve their performance. Several researches have been conducted on liquid driven micro-lenses to provide variable focus and various lens functions. However, it is anticipated that there is a limit to miniaturization of mechanical elements when mechanical elements are used under hydraulically powered. Therefore, in this research, we aim to develop compact lens with various focal length combining our small and simple micro EHD pump and micro-lenses which we have developed in the past. We found that it was possible to control the focal point of the lens with working solution of the micro EHD pump. In the future, we would integrate micro-lenses with the micro EHD pumps.

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  • やわらかい静電型接着デバイスの開発

    奥野 友都, 中村 真吾, 長谷川 忠大, 油田 信一, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2017年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2017年

    記述言語:日本語  

    <p>We proposes soft adhesive devices using electrostatic force. The devices are flexible since they consist of a compliant electrode sandwiched between silicon layers. When high voltage is applied, adhesive force due to electrostatic force between an electrode and a wall surface is produced. We mixed barium titanate (BaTiO3) which has high dialectic constant with the silicon layers, and the dielectric constant of them increased. When the concentration of BaTiO3 increased, their breakdown strength didn't decrease. Electroadhesive force to a wall surface was improved because dielectric constant of silicon layer increased.</p>

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  • 電気流体現象を用いた連結式マイクロポンプの研究

    佐藤 匡, 前田 真吾, 山西 陽子, 桑島 悠, 重宗 宏毅

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2017年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2017年

    記述言語:日本語  

    <p>We develop a microfluidic pump which is driven by electrohydrodynamic (EHD) conduction pumping. Ring-shaped pumps were conducted in previous researches on EHD conduction, and they require 3D shapes of electrode pairs. It is difficult for them to miniaturize the devices. Herein we propose a novel fluidic mechanism to obtain one-directional flow in micro-channels with non-parallel electrodes which induce an asymmetric electric field. One of advantages is that the design can be easily and precisely fabricated using microelectromechanical systems (MEMS) processing techniques. In this study, we demonstrate microfluidic pump driven by an EHD conduction, and it is an integration with a micro-channel. We achieved generated pressure of 130 Pa in a micro-field.</p>

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  • 電界誘起気泡を用いた植物細胞への試薬導入の研究

    板橋 壮平, 前田 真吾, 山西 陽子

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2017年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2017年

    記述言語:日本語  

    <p>We have successfully injected fluorescent reagent to plant cell by bubble-injector. Bubble-injector can perforate and transport reagent into small objects by cavitation of micro-bubbles induced by electrolysis. Bubble-injector enables to inject only to the selected location of raw plant cell that is difficult by conventional injection methods such as particle-gun, electroporation and Whisker method. For the present study, flow condition of the reagent droplet which is holding between injector and plant object is evaluated by using FEM analysis.</p>

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  • 電界誘起気泡を用いた帯電液滴インクジェットの研究

    今川 直人, 前田 真吾, 山西 陽子

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2017年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2017年

    記述言語:日本語  

    <p>We propose a charge inkjet device which is ejected by using electrically-induced bubble. The device was made of directional micro-bubble generator, opposed-electrode, reagent supply and coaxially tube. When a pulse voltage is applied to the device, a micro-bubble is generated. Then the thrust force to liquid phase is generated to eject the mono-dispersed droplet from the device. The charged quantities was evaluated and found out that the charge quantity was increased with the applied voltage increased. Also, we have evaluated the polarity of charged droplet. This device is expected to apply to wide range of inkjet technology such as forming complicated micro-scale 3D-structure.</p>

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  • 電界誘起マイクロバブルのキャビテーションにおける衝撃波発生と収束に関する研究

    市川 啓太, 前田 真吾, 山西 陽子

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2017年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2017年

    記述言語:日本語  

    <p>For the present study, the collateral damage area was evaluated for the electrically induced bubble injector (needle-free injector) which was invented in our laboratory. It was confirmed that the input power is closely related to the depth of the injection area. However, the perforation depth of conventional bubble injector is limited as general use of injector. Therefore for the present study, evaluation and amplification of shock wave which is generated in cavitation phenomena is carried out. Also, the reflector to focusing shockwave is designed and fabricated to amplify the injection performance of bubble injector.</p>

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  • 細胞周囲の局所温度制御のためのオンチップマイクロヒータ・センサの基礎研究

    佐藤 匡, 前田 真吾, 山西 陽子

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2016年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2016年

    記述言語:日本語  

    <p>For the present study, local temperature controlled micro-fluidic channel to culture cells was fabricated and evaluated. Inverted microscope is widely used to observed cells such-as time-lapse images for long time. On-chip transparent micro-electrode (ITO) as heater is promising method to observe cells with local temperature control. Thermo-sensitive gel was also employed to immobilize and to obtain positioning of cells with temperature control by fabricated fine Au sensor to prevent from excessive temperature rise. This study has potential to contribute to study temperature response of cells and provide new cellular response and functions.</p>

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  • 熱ゲル制御のための局所温度制御型オンチップマイクロヒータ・センサの研究

    佐藤 匡, 前田 真吾, 山西 陽子

    年次大会  2016年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2016年

    記述言語:日本語  

    <p>For the present study, local temperature controlled micro-fluidic channel to culture cells was fabricated and evaluated. Inverted microscope is widely used to observe adherent cells such-as time-lapse images for long time. On-chip transparent micro-electrode (ITO) as heater is promising method to observe cells with local temperature control. Thermo-sensitive gel was also employed to immobilize and to obtain positioning of cells with temperature control by fabricated fine Au sensor to prevent from excessive temperature rising. By using feedback control, it keeps steady control of applied voltage from DC power supply to prevent from damaging cells due to by sudden temperature change. In our experimental results, fine Au sensor had high reproducibility and cells are successfully immobilized with thermo-sensitive gel in this chip. This study has potential to contribute to the studies such as temperature response of cells and new cellular response and functions.</p>

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  • 電界誘起インクジェット射出液滴の研究

    今川 直人, 前田 真吾, 山西 陽子

    年次大会  2016年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2016年

    記述言語:日本語  

    <p>Inkjet technology is attactting technlogy in wide field of engieering, such as print images, molding to a variety of objects. We have developed inkjet device that can ejects electrically-charged droplet by using thrust force of electrically-induced bubble. For the present study characteristics of electrically-charged droplet and the directivity of the ejection were investigated. The proposed bubble-induced inkjet device is composed of directional micro-bubble generator, opposite electrode and regent supply. When a pulse voltage is applied to the device, micro-bubble is generated and the thrust force is generated as growing the bubble. Finally, the thrust force can eject the droplet out of air-liquid interface. As a result, it succeeded in droplet ejection into air by the device and the droplet was considered to be charged. Moreover, it was confirmed that the coaxiallty structure of nozzle was considered to be important for the directional ejection of droplets.</p>

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  • 電界誘起気泡デバイスを用いた植物への遺伝子導入

    板橋 壮平, 前田 真吾, 山西 陽子

    年次大会  2016年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2016年

    記述言語:日本語  

    <p>We have succeeded in local and in-situ injection of reagent into a single plant cell by using the cavitation phenomena of micro-bubbles. Micro-bubbles were generated electrically by a novel device called "micro-bubble injector". This device provides minimally invasive processing and high accessibility compared to conventional injection techniques such as electroporation, sonoporation and particle-gun methods. One of the strong point of this device is injection to the material which has wide dynamic range of hardness. Thus, it enables to applied to plant cells which have been difficult to be injected due to hard cell wall for a long time. This technology contributes to the biological and medical researches developments.</p>

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  • 皮膚への低侵襲インジェクション技術の研究

    市川 啓太, 前田 真吾, 山西 陽子

    年次大会  2016年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2016年

    記述言語:日本語  

    <p>For the present study, evaluation of area of collateral damage and quantification of injected reagent was carried out for the electrically induced bubble injector (needle-free injector).We confirmed that the input power is closely related to depth of the injection area, the depth has been achieved about 100~ 500 μm for applied voltage of 900~ 1500 V. However, it is necessary to have deeper perforation performance to fulfill the ability of hypodermic. Thus we propose a focusing shockwave which is derived from cavitation phenomena. A reflector made of PDMS was fabricated to assemble to bubble injector. This method will improve bubble injector's ability of deeper perforation with minimally-invasive performance. This study will contribute to minimally-invasive injection to skin in the bio-medical field.</p>

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  • 電界誘起気泡による低侵襲胚操作の研究

    板橋 壮平, 嶋村 恭敏, 赤木 悟史, 前田 真吾, 山西 陽子

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2016年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2016年

    記述言語:日本語  

    <p>For the present study, minimally-invasive embryo manipulation was carried out by using electrically induced bubbles with microfluidic chip. The procedure of somatic cell cloning consists of the removal of the nuclear from unfertilized egg and the injection of donor cells. Generally, these processes are carried out using a glass capillary called micro-injection, but this method tends to have a low reproducibility because skilled operator techniques are required. Also, high throughput embryo manipulations are required in livestock sector. Thus, this paper proposed a novel processing method of cloning with electrically-induced bubbles for minimally-invasiveness and high throughput process. By using this method, it is expected to perform injection of somatic cell in a short time and contribute to the high-throughput process of somatic cell cloning processes.</p>

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  • 電界誘起気泡圧壊による皮膚への低侵襲インジェクション技術へ向けた基礎研究

    市川 啓太, 濱野 洋平, 前田 真吾, 山西 陽子

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2016年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2016年

    記述言語:日本語  

    <p>For the present study, evaluation of collateral damage area and quantity of injected reagent was carried out for the electrically induced bubble injector (needle-free injector) which was invented in our laboratory. It was confirmed that the input power is closely related to the depth of the injection area. The speed of the propagation of a bubble just before the cavitation phenomena is also closely related to the input power and scale of cavitation. The perforation depth has been achieved 100~500μm for the applied voltage of 900~1500V. This study will contribute to minimally-invasive injection to skin in the bio-medical field.</p>

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  • 2A2-R06 BZゲルの力学的挙動の解析

    大塚 裕司, 橋村 真治, 加藤 輝一, 前田 真吾, 細矢 直基

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2015年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2015年

    記述言語:日本語  

    Soft materials have distinct function and their characteristics are different from those of metals. Until now, we have developed the active BZ gels. BZ gels can oscillate in volume using non-linear chemical reaction and be innovative materials for medical devices. In previous study, it was found that the BZ gels could generate the large deformation under external load. Herein, we analyzed the mechanical behavior of pre-stretched BZ gels. For this purpose, we developed new tensile system for gels. We measured tensile force of BZ gels in swelling state and shrinking state. We could observe stress oscillation of pre-stretched BZ gel.

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  • 2A2-Q05 印刷法により複雑な立体構造を自動形成する紙ロボット

    重宗 宏毅, 前田 真吾, 原 雄介, 橋本 周司

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2015年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2015年

    記述言語:日本語  

    Inkjet printing and prototyping system have a good compatibility for a rapid fabrication and an easy design. We propose a prototyping system which uses a commercially available inkjet printer for printing circuits and structures on the printed robot. A gripper robot with a developed paper actuator was fabricated using inkjet printer. This paper show the printing method and experimental results.

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  • 2A2-Q06 ナノチューブ・ナノ粒子複合電極を有する誘電エラストマーアクチュエータの設計

    山内 優幸, 松日楽 信人, 細谷 直基, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2015年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2015年

    記述言語:日本語  

    An actuator to get the harmony of a human being and the machine includes a dielectric elastomer actuator. Because an actuator is flexible, it is said that the movement that was thought that it is impossible until now enabled. The dielectric elastomer actuators have flexible electrodes to the both sides of the elastomer. These actuators are driven by the high voltage. Previous studies, the electrodes of the actuator were made of the acrylic polymer and carbon particles. However, the deformation of the elastomer actuator was small. In this study, we created and investigated the flexible electrodes made from carbon nanotubes and carbon particles.

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  • 2A2-R04 気体が発生しない自励振動ゲルの研究

    佐藤 勇人, 前田 真吾, 岡田 怜也

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2015年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2015年

    記述言語:日本語  

    In recent years, we developed the application using self-oscillating polymer gels. The self-oscillating polymer gels are realized by incorporating the Belousov-Zhabotinsky (BZ) reaction to stimuli-responsive polymer gels. Self-oscillating polymer gels perform peristalsis and pulsatile motion, generating waves periodically propagated in the gels. However, BZ reaction generates carbon dioxide. Generation of carbon dioxide is a problem for the application. Recently, the bubble free BZ reaction has been found. The bubble free BZ reaction is realized by using 1.4-Cyclohexanedione (CHD). However, the physical and chemical condition for the self-oscillating polymer gels is not revealed. In this study, we investigated the concentration of the solution and examined the conditions that can be observed displacement of the self-oscillating polymer gels.

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  • 2A2-R05 定伸長下におけるBZゲルのダイナミクスに関する研究

    平川 貴大, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2015年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2015年

    記述言語:日本語  

    In recent years, polymer gels have been actively studied. Polymer gels are promising as functional materials, and cause a drastic volume change by external stimuli such as temperature, pH and electric field, etc. These smart gels have been applied to soft robots and micro pumps. Previously, we have studied the self-oscillating gel. Self-oscillating polymer gels generate the cyclic volume change. Self-oscillating motion of the gels is generated by the chemical energy of the Belouzov-Zhabotinsky (BZ) reaction. Normally, self-oscillating gel generate the local swelling waves. In this study, we found that the gel generated the local contraction wave under the stretched state.

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  • 2A2-W04 中空状BZゲルに関する研究(機能性界面)

    田辺 圭, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2014年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2014年

    記述言語:日本語  

    Stimuli-responsive polymer gels have been applied to soft actuators. In most case, the mechanical motion is powered by external stimuli, for example, reversing the direction of electric field. On the other hand, many living creatures generate an active motion without external driving stimuli like self-beating of heart muscle. Here we show a novel active oscillating gel actuator driven by the chemical energy without switching of external stimuli. The self-oscillating motion is produced by the chemical energy of the Belouzov-Zhabotinsky(BZ) reaction occurring inside the gel. However, the displacement of the BZ gel is so small. In this study, we focus on the kinetics of the gels. In general, the relaxation time of shrinking or swelling is given by τ〜R^2, where R is the characteristic length. So, we created the hollow BZ gel and analyzed the motion.

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  • 2A2-V05 有機アクチュエータを用いた印刷法による紙ロボットの製作 : ペーパーメカトロニクスの提案(機能性界面)

    重宗 宏毅, 前田 真吾, 原 雄介, 橋本 周司

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2014年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2014年

    記述言語:日本語  

    Recently, there has been interests in printed robots and paper electronics. Printing is an adequate manufacturing method for the mass production; robots manufactured by printing can be low cost, rapid creatable and easy to design. Paper is one of the smart materials with high water absorbency and strength; it is easily mass-produced at low cost. Many inexpensive and flexible devices were created in paper electronics. We propose paper mechatronics that merges printed robots and paper electronics. We used a commercial ink jet printer with water-based ink for self-folding of paper. The paper is folded automatically along the printed line to make the robot body. The paper robot is equipped with a printed electro-thermal actuator that consists of epoxy resin covered by conductive ink. The experimental paper robot showed self-folding in 15 minutes to form the body and demonstrated a locomotion at 6.5 mm per step.

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  • 2A2-V06 自走する高分子ゲルの設計(機能性界面)

    岡田 怜也, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2014年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2014年

    記述言語:日本語  

    In recent years, self-oscillating gels are attracted attention as chemical actuators. Generally, in order to drive the actuator, the external device for controlling the stimuli such as temperature or electric field is required. On the other hand, living creatures have many phenomena that produces the constant rhythm autonomously without external control. The self-oscillating gels undergoes autonomous swelling- deswelling oscillation without any on-off switching by external stimuli. This process is produced by the chemical of the Belousov-Zhabotinsky (BZ) reaction in the polymer gel. We proposed a molding method for gels and demonstrated "self-moving gel" in one direction by introducting asymmetric shapes to the self-oscillating gel.

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  • 2A2-W08 静電接着装置の設計(機能性界面)

    高田 瑛文, 山西 陽子, 橋村 真治, 中村 真吾, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2014年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2014年

    記述言語:日本語  

    This paper proposes an adhesion device for wall surface by electrostatic force. This device has an electrode sprayed on silicone rubber and consequently it has flexibility. This characteristic allows the device to increase contact area at corrugated surface and generate greater adhesion force. To prevent the electric discharge from an electrode, the polydimethylsiloxane(PDMS) about 130μm thick is spread on the device by a spin coater at 500rpm, 30s. Two kinds of material, namely carbon and chromium, were employed for electrode of devices. Then their adhesion forces were compared with the conventional device by tension tester. These tests proved that adhesion force by our devices equal conventional. The maximum adhesion pressure was 0.12N/cm^2 at 2.0kV applied.

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  • 2A2-W05 界面張力差によって自走する高分子ゲルに関する研究(機能性界面)

    小川 拓, 木村 敏樹, 鈴木 彩, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2014年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2014年

    記述言語:日本語  

    Many kinds of stimuli responsive gels have been studied and applied to soft actuators or artificial muscles from theoretical and applied point of view. In particular, electroactive polymers that change shape when stimulated electrically seem to be promising. However, the mechanical motion is driven by external inputs. In this study, we demonstrate the first example of a gel that moves autonomously, similar to a living creature, powered by the energy of oil-water-surfactants interactions. The polymer gels prepared here have reactive oil. This study is a new challenge for the direct energy transformation of chemical energy into regular spatial motion under isothermal conditions. Our results lead the novel chemical actuator driven by the chemical energy.

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  • 2A2-W07 ゲルモータの設計(機能性界面)

    嶋本 剛己, 木村 敏樹, 鈴木 彩, 山西 陽子, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2014年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2014年

    記述言語:日本語  

    Recently, many researchers have developed the soft actuators by utilizing polymer gels. However, many gel actuators are controlled by the external physical and chemical inputs. Herein, we have designed novel autonomous gel motors powered by chemical energy. We have synthesized the gel with reactive oil. Gels are driven by the oilwater-surfactants interactions. In this system, gels show random motion. Our purpose is to control the random motion. We have achieved the rotational motion of the gels by changing shapes of the gels and boundary conditions. We realized the gel motors driven by the oil-water-surfactants interactions. These autonomous gel actuators could serve as a new framework for a chemical robot.

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  • 3-3-4-256 パルスレーザーを用いた高分子材料の振動試験(3-3-4:振動試験・加振法,領域3:振動・騒音,総合テーマ「海を越え,国を越え,世代を超えて!」)

    馬場 駿, 細矢 直基, 前田 真吾, 梶原 逸朗

    機械力学・計測制御講演論文集  2013年8月  一般社団法人日本機械学会

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    開催年月日: 2013年8月

    記述言語:日本語  

    In this paper, non-contact vibration testing for polymer materials using shockwave generated by laser-induced breakdown is proposed. A high-power Nd:YAG pulse laser is used to generate a laser-induced breakdown. Vibration testing is generally demonstrated using contact devices such as an impulse hammer for applying input and an accelerometer for measuring output. Since these devices are attached to target polymer material's excitation and measurement points, the load cell mass and the accelerometer mass affect the dynamic characteristics of the target. The shockwave generated by this method is basically highly reproducible because it is defined by the specification of the laser and the optical system. In addition, laser Doppler vibrometer is used to measure a response of the target in this experiment. We validated this method for non-contact vibration testing by comparing the time responses and power spectra of polymer materials obtained by laser-induced breakdown and impact testing.

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  • 2P1-D09 ファイバー構造を用いた誘電エラストマーアクチュエータの設計(アクチュエータの機構と制御(3))

    高橋 尚也, 鵜飼 賢介, 前田 真吾

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2013年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2013年

    記述言語:日本語  

    We have designed the elastomer actuators that does not require frames. In this paper, we have succeeded the actuation of the elastomer actuators with the oriented fibers. We investigated the effectiveness of the oriented fibers for the actuation performance. Especially, we investigated the amplitude-frequency response of the elastomer actuators by controlling the diameter and interval of the fibers.

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  • 2A1-D12 自律運動カプセルゲルロボットの運動解析(アクチュエータの機構と制御(1))

    鈴木 彩, 前田 真吾, 原 雄介, 橋本 周司

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2013年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2013年

    記述言語:日本語  

    In this paper, we report a self-running capsulized gel that demonstrates novel motion. The capsule is produced by wrapping oil-water system, where the oil droplet in the gel membrane moves autonomously in water. In order to fabricate the capsule gel with spherical hollow structure, we adopted the alginate gelation technique. When the oil droplet moves in the capsulized gel, the gel rotated autonomously because the center of gravity in the gel system changed. We attempt to fabricate novel soft robots and soft actuators by utilizing the capsulized gel system.

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  • 5PM3-PMN-037 ナノファイバー構造を有する温度応答性高分子ファイバーゲルの設計(バイオテクノロジー,ポスターセッション)

    加藤 輝一, 小暮 輝, 前田 真吾

    マイクロ・ナノ工学シンポジウム  2013年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2013年

    記述言語:日本語  

    In recent years, stimulus response polymer gels that are respond to temperature, pH, and electric field have been studied. Therefore, these gels are expected for artificial muscles, micro pumps, and medical devices. We focus attention on the PNIPAAm gel (Poly N isopropylacrylamide), which is temperature sensitive polymer. The PNIPAAm gels exhibit swelling and contraction reversibly by changing temperature. However, the gel shows the very slow response to an exogenous stimulus. In this study, we succeeded in improving the performance of the response of the PNIPAAm gel by designing the fibrous structure inside the gel by using the Electro Spinning method.

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  • Active gel locomotion

    Shingo Maeda, Terukazu Kato, Kouki Takahashi, Shuji Hashimoto

    2013 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science, MHS 2013  2013年  IEEE

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    開催年月日: 2013年

    記述言語:英語  

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  • 2A2-C06 自律駆動ゲルアクチュエータの設計と機能制御 : 化学エネルギーで自発的に駆動するゲルポンプ(アクチュエータの機構と制御(2))

    前田 真吾, 原 雄介, 橋本 周司

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2012年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2012年

    記述言語:日本語  

    Recently stimuli-responsive polymer gels have been applied to soft actuators. Especially, electroactive polymers are said to be promising material. Its mechanical motion is controlled by the external stimuli such as a change in solvent composition, pH, temperature and electric field etc. On the other hand, living organisms exhibit an autonomous motion driven by the chemical energy. The gel actuator converts the chemical energy of the oscillatory reaction into the mechanical energy inside the gel. Although the gel is completely composed of synthetic polymer, it shows autonomous motion as if it is alive.

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  • 2A2-B08 ポリエステルフィルムを用いた変形可能なモータの開発(アクチュエータの機構と制御(2))

    金 亨柱, 前田 真吾, 山口 友之, 中村 真吾, 橋本 周司

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集  2012年  一般社団法人 日本機械学会

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    開催年月日: 2012年

    記述言語:日本語  

    In recent years, soft actuators having flexible movement attract attentions. There are some soft actuators such as McKibben actuator, shape-memory-alloy actuaor (SMA), functional fluid actuators, etc. But almost all of them are expansion and contraction type of actuators, so their application field is limited. If rotary type of soft actuator is realized, they will be easily applied to traditional robots, and also to soft robots. In this research, for the purpose of realizng a soft actuator which can output rotary motion, we developed an electrostatic motor made from flexible polyester films with electro conductive polymer electrodes fabricated by line patterning method.

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  • Peristaltic gel pump driven by chemical energy

    Shingo Maeda, Yusuke Hara, Takashi Mikanohara, Shuji Hashimoto

    2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics, ROBIO 2011  2011年 

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    開催年月日: 2011年

    記述言語:英語  

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  • Chemical robots-design of active soft materials

    Shingo Maeda, Yusuke Hara, Shuji Hashimoto

    4th International Conference on Human System Interaction, HSI 2011  2011年  IEEE

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    開催年月日: 2011年

    記述言語:英語  

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  • Tubular gel motility driven by chemical reaction networks

    Takashi Mikanohara, Shingo Maeda, Yusuke Hara, Shuji Hashimoto

    2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics, ROBIO 2011  2011年 

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    開催年月日: 2011年

    記述言語:英語  

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  • A novel design of nanofibrous gel actuator by electrospinning

    Hiroki Nakagawa, Yusuke Hara, Shingo Maeda, Shuji Hashimoto

    10th IEEE International Conference on Nanotechnology  2010年8月  IEEE

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    開催年月日: 2010年8月

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  • Autonomous pattern formation driven by chemical energy in gel system

    Shingo Maeda, Yusuke Hara, Shuji Hashimoto

    10th IEEE International Conference on Nanotechnology  2010年8月  IEEE

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    開催年月日: 2010年8月

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  • 21pPSB-46 化学反応波とカップルした高分子ゲルの運動について(21pPSB 領域11ポスターセッション,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))

    前田 真吾, 原 雄介, 秋元 琢磨, 橋本 周司

    日本物理学会講演概要集  2010年  一般社団法人 日本物理学会

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    開催年月日: 2010年

    記述言語:日本語  

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  • Chemical robot - Design of peristaltic polymer gel actuator

    Shingo Maeda, Yusuke Hara, Ryo Yoshida, Shuji Hashimoto

    2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2009  2009年12月  IEEE

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    開催年月日: 2009年12月

    記述言語:英語  

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  • Development of novel self-oscillating gel actuator for achievement of chemical robot

    Satoshi Nakamaru, Shingo Maeda, Yusuke Hara, Shuji Hashimoto

    2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2009  2009年12月  IEEE

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    開催年月日: 2009年12月

    記述言語:英語  

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  • Development of novel self-oscillating molecular robot fueled by organic acid

    Yusuke Hara, Shingo Maeda, Ryo Yoshida, Shuji Hashimoto

    2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2009  2009年12月  IEEE

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    開催年月日: 2009年12月

    記述言語:英語  

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  • POLY 498-Design of the dynamic motion of self-oscillating gel

    Shingo Maeda, Yusuke Hara, Ryo Yoshida, Shuji Hashimoto

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY  2008年4月  AMER CHEMICAL SOC

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    開催年月日: 2008年4月

    記述言語:英語  

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  • POLY 497-Design of functional surfaces using self-oscillating gels

    Murase, Yoko, Sakai, Takamasa, Maeda, Shingo, Yoshida, Ryo

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY  2008年4月  AMER CHEMICAL SOC

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    開催年月日: 2008年4月

    記述言語:英語  

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  • POLY 301-Design of self-oscillating polymer and gel for biomimetic materials

    Yoshida, Ryo, Kinoshita, Mareo, Sakai, Takamasa, Hara, Yusuke, Maeda, Shingo, Hashimoto, Shuji

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY  2008年4月  AMER CHEMICAL SOC

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    開催年月日: 2008年4月

    記述言語:英語  

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  • 1P305 BZ反応を蠕動運動に変換する高分子ゲルアクチュエーターの設計(数理生物学、非平衡・生体リズム,ポスター発表,第45回日本生物物理学会年会)

    前田 真吾, 原 雄介, 吉田 亮, 橋本 周司

    生物物理  2007年  一般社団法人 日本生物物理学会

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    開催年月日: 2007年

    記述言語:英語  

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  • 1P304 銀の"レール"上を一方向へ自律移動する水銀アクチュエータの研究(数理生物学、非平衡・生体リズム,ポスター発表,第45回日本生物物理学会年会)

    凌 霄, 前田 真吾, 橋本 周司

    生物物理  2007年  一般社団法人 日本生物物理学会

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    開催年月日: 2007年

    記述言語:英語  

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  • A chemo-mechanical rotational actuator driven by BZ reaction

    Shingo Maeda, Yusuke Hara, Ryo Yoshida, Shuji Hashimoto

    Proceedings of the First IEEE/RAS-EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics, 2006, BioRob 2006  2006年  IEEE

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    開催年月日: 2006年

    記述言語:英語  

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  • 大変形する自励振動ゲルに関する研究

    加藤輝一, 前田真

    関東学生会第49回学生員卒業研究発表講演会  2013年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 振動ゲルを利用したマイクロポンプに関する研究

    高橋恒貴, 長澤純人, 前田真吾

    関東学生会第49回学生員卒業研究発表講演会  2013年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ポリエステルフィルムを用いた変形可能な静電モータの開発

    金亨柱, 前田真吾, 橋本周司

    電気学会  2013年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • International Conference on Active Materials and Soft Mechatronics(AMSM) 2021 招待

    Shingo Maeda

    International Conference on Active Materials and Soft Mechatronics(AMSM) 2021  2021年11月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 化学反応で駆動する機械,科研費新学術領域合同シンポジウム-ソフトロボット学と発動分子科学の融合- 招待

    前田真吾

    科研費新学術領域合同シンポジウム-ソフトロボット学と発動分子科学の融合-  2022年2月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 油滴の自発的駆動を用いたカプセルゲルロボット

    鈴木彩, 前田真吾, 原雄介, 橋本周司

    日本ロボット学会 学術講演会  2012年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ソフトマテリアルを活用したソフトロボット 招待

    前田真吾

    21-6ポリマーフロンティア21  2022年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • BS反応とのカップリングによる管状ゲルの蠕動運動

    三ヶ野原崇, 前田真吾, 原雄介, 橋本周司

    日本ロボット学会 学術講演会  2012年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Soft active robots with embodied energy and control 招待

    Shingo Maeda

    IEEE Soft Robotics  2022年4月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Capsule gel robot driven by self-propelled oil droplet

    A. Suzuki, S. Maeda, Y. Hara, S. Hashimoto

    IEEE/RSJ Intelligent Robots and Systems (IROS)  2012年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Self-beating gel pump powered by chemical energy

    K. Takahashi, S. Nagasawa, S. Maeda

    IEEE/RSJ Intelligent Robots and Systems (IROS)  2013年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A design of self-sustained gel actuator

    T. Kato, N. Hosoya, S. Maeda

    URAI2013  2013年11月 

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    記述言語:英語  

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  • Design and Motion Control of Self-propelled Droplets

    A. Suzuki, S. Maeda, Y. Hara, S. Hashimoto

    MEMS2014  2014年1月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • 化学ロボットの設計 招待

    前田真吾

    第5回電気学会 実世界ハプティクス協同研究委員会  2013年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • パルスレーザーを用いた高分子材料の振動試験

    馬場駿, 細矢直基, 前田真吾, 梶原 逸朗

    Dynamics and Design Conference 2013  2013年8月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 静電相互作用による高分子ゲル部品の自動組立

    片山翔子, 前田真吾, 原雄介, 橋本周司

    日本ロボット学会学術講演会  2013年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A self-assembling method for polymer gel components

    S. Katayama, S. Maeda, Y. Hara, S. Hashimoto

    IEEE Robotics and biomimetics (ROBIO)  2013年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 接着性制御による構造物の自己複製の実現への試み

    三枝 亮, 前田 真吾, 原 雄介, 橋本 周司

    「非線形反応と協同現象」研究会  2007年1月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 新規バイオマシン構築のための新規自励振動ゲルの新規自励振動ゲルの創製

    原 雄介, 前田 真吾, 橋本周司, 吉田 亮

    日本化学会春季年会  2007年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • スマートアクチュエータを用いた曲面構造のアクティブ振動制御

    平原隼人, 梶原逸郎, 北畠茂幹, 前田真吾, 細矢直基

    日本機械学会卒論講演会  2017年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 自律歩行型ケミカルアクチュエータ

    前田 真吾, 原 雄介, 吉田 亮, 橋本 周司

    日本化学会春季年会  2007年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • アクティブに駆動する生体模倣型ゲルアクチュエータの創製 招待

    前田 真吾

    日本機械学会 バイオエンジニアリング部門 バイオサロン  2017年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 生体環境下での駆動を目指した自励振動ゲルの設計と機能制御

    木下 真玲央, 酒井 崇匡, 原 雄介, 前田 真吾, 橋本 周司, 吉田 亮

    高分子学会年次大会  2007年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 化学反応で動くシステム 招待

    前田 真吾

    「ソフトロボット:メカニカル材料」シンポジウム  2017年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 新規自律歩行型ケミカルアクチュエータの設計

    前田 真吾, 原 雄介, 吉田亮, 橋本 周司

    高分子学会年次大会  2007年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Direct Etching and implanted metallization in soft matter

    K. Ichikawa, S. Maeda, Y. Yamanishi

    μTAS2017  2017年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Self-Walking Gels

    S. Maeda, Y. Hara, R. Yoshida, S. Hashimoto

    ISSP International Workshop The 7th Gel Symposium(GelSympo 2007)  2007年8月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Active suction cup actuated by ElectroHydroDynamics phenomenon

    Y. Kuwajima, H. Shigemune, V. Cacucciolo, C. Matteo, C. Laschi, S. Maeda

    IEEE/RSJ Intelligent Robots and Systems (IROS)  2017年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 生体環境下での駆動を目指した自励振動ゲルの設計と機能制御

    木下真玲央, 原 雄介, 酒井 崇匡, 前田 真吾, 橋本 周司, 吉田 亮

    高分子討論会  2007年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 自律的に蠕動運動する高分子ゲルの設計

    前田 真吾, 原 雄介, 吉田 亮, 橋本 周司

    日本化学会春季年会  2008年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Soft and chemical robots 招待 国際会議

    前田 真吾

    Progress In Electromagnetics Research Symposium  2017年11月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Simultaneous printing of multiple origami structures

    H. Shigemune, S. Maeda, S. Hashimoto, S. Sugano

    International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science(MHS2017)  2017年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 高温で駆動する新規自励振動ゲルの創製

    中丸 啓, 前田 真吾, 原 雄介, 吉田亮, 橋本 周司

    日本化学会春季年会  2008年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Fundamental study on electrically-induced bubble catalytic plating technology

    Y. Fukuyama, K. Ichikawa, S. Maeda, Y. Yamanishi

    International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science(MHS2017)  2017年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 表面改質手法を用いたゲルの接着性制御に関する研究

    阿部 秀和, 前田真吾, 原 雄介, 橋本 周司

    日本化学会春季年会  2008年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Analysis of EHD pump with planer electrodes using FEM simulation

    Y. Kuwajima, H. Shigemune, S. Maeda

    International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science(MHS2017)  2017年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 生体環境下での駆動を目指した自励振動ゲルの設計と機能制御

    木下 真玲央, 前田 真吾, 橋本 周司, 原 雄介, 酒井 崇匡, 吉田亮

    高分子ゲル研究討論会  2008年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 心筋を模倣した新規自励振動型高分子と自励粘性振動の解析

    原 雄介, 前田真吾, 吉田亮, 橋本周司

    日本化学会 第2回関東支部大会  2008年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 自ら駆動するゲルロボットの創製とその機能制御

    原 雄介, 前田真吾, 吉田亮, 橋本周司

    コロイドおよび界面化学討論会  2008年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • UV照射により調製したアクリル系高分子ゲルの炭素化挙動

    佐々木翔太, 宮嶋尚哉, 桑原哲夫, 原雄介, 前田真吾, 橋本周司

    第35回炭素材料学会年会  2008年12月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 新規デンドリマーゲルの創製

    原雄介, 前田真吾, 橋本周司

    日本化学会 第89春季年会  2009年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Fluidic chemo-mechanical actuators 招待 国際会議

    Shingo Maeda

    IEEE Soft Robotics 2018 Workshop: Fluid-driven soft robots: a collaborative workshop  2018年4月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 蠕動運動する高分子ゲルの発生力に関する研究

    前田真吾, 原雄介, 橋本周司

    日本化学会 第89春季年会  2009年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Suction cup with active soft pad

    Y. Okuno, H. Shigemune, Y. Kuwajima, S. Maeda

    IEEE/RSJ Intelligent Robots and Systems(IROS) 2018  2018年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • デンドリマーゲルの創製とその機能制御

    原 雄介, 前田真吾, 橋本周司

    高分子学会年次大会  2009年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Self-contained fluidic muscles

    V. Cacucciolo, J. Shintake, S. Maeda, D. Floreano, S. Herbert

    IEEE/RSJ Intelligent Robots and Systems(IROS) 2018  2018年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • 高強度semi-IPN ゲルの接着手法に関する研究

    阿部秀和, 原 雄介, 前田真吾, 橋本周司

    高分子学会年次大会  2009年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Printed Self-oscillatory Mechanism Inspired by an Electric Bell

    H. Shigemune, V. Cacucciolo, C. Matteo, C. Laschi, S. Maeda

    International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science(MHS2018)  2018年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ゲルアクチュエータの高強度化と駆動特性に関する研究

    中丸 啓, 原 雄介, 前田真吾, 橋本周司

    高分子学会年次大会  2009年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Swinging paper actuator driven by conduction electrohydrodynamics

    H. Shigemune, S. Sugano, H. Sawada, S. Hashimoto, Y. Kuwajima, Y. Matsushita, S. Maeda, V. Cacucciolo, C. Matteo, C. Laschi

    IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics(ROBIO2018)  2018年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 生体環境下で自律駆動するゲルロボットの創製

    原 雄介, 前田真吾, 橋本周司

    日本化学会 第3回関東支部大会  2009年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 高機能薬物放出デバイスを目指した新規デンドリマーゲルの機能制御

    原雄介, 前田真吾, 橋本周司

    高分子討論会  2009年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ゲルアクチュエータの高強度化と駆動特性に関する研究

    中丸 啓, 原 雄介, 前田真吾, 橋本周司

    高分子討論会  2009年9月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 誘電エラストマーアクチュエータの周波数応答特性と発生力に関する研究

    石井友章, 原 雄介, 前田真吾, 橋本周司

    高分子討論会  2009年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 無機微粒子を用いたゲルの接着手法に関する研究

    阿部秀和, 原 雄介, 前田真吾, 橋本周司

    高分子討論会  2009年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 生態環境下で自律駆動する化学ロボットの分子設計と自励粘性振動の解析

    原 雄介, 前田真吾, 吉田亮, 橋本周司

    コロイドおよび界面化学討論会  2009年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • BZ反応とミクロ相分離した高分子ゲルの力学振動について

    前田真吾, 原 雄介, 橋本周司

    日本物理学会年次大会  2009年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 生体環境下で自律駆動する化学ロボットの創製と自励粘性振動の解析

    原 雄介, 前田真吾, 吉田 亮, 橋本周司

    第18回ポリマー材料フォーラム  2009年11月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ケミカルロボットの設計 招待

    前田真吾

    第7回「ぬれ・接着・破壊」の物理  2009年12月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 振動反応で駆動する化学ロボット 招待

    前田 真吾

    第47回自律分散システム部会研究会  2010年 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 高分子鎖の化学構造が与える凝集・解離自励振動現象への影響

    原 雄介, 前田真吾, 橋本周司, 吉田亮

    非線形反応と協同現象研究会  2010年1月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 表面改質手法を用いたゲルの接着手法に関する研究

    阿部 秀和, 原 雄介, 前田 真吾, 橋本 周司

    高分子ゲル研究討論会  2010年1月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 化学ロボットの設計と機能制御

    前田真吾, 原雄介, 橋本周司

    日本ロボット学会 学術講演会  2011年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 化学エネルギーで駆動するポンプの設計

    高橋恒貴, 長谷川忠大, 山西陽子, 前田真吾

    日本ロボット学会学術講演会  2014年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Design of paper mechatronics: Towards a fully printed robot

    H. Shigemune, S. Maeda, Y. Hara, S. Hashimoto

    IEEE/RSJ Intelligent Robots and Systems (IROS)  2014年10月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Design of self-moving gel driven by chemical energy

    R. Okada, T. Kogure, S. Nagasawa, S. Maeda

    IEEE Robotics and biomimetics (ROBIO)  2014年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Design of electrostatic adhesion device using the flexible electrodes

    A. Takada, S. Nakamura, Y. Yamanishi, S. Hashimura, S. Nagasawa, T. Kogure, S. Maeda

    International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science(MHS2014)  2014年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Displacement magnification of gel actuator using pNIPAAm-SU8 hybrid structure

    T. Kogure, R. Okada, S. Maeda, S. Nagasawa

    MEMS2015  2015年1月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • やわらかいロボットの設計 招待

    前田真吾

    第3回サステナブル/ロボティック・システムデザイン研究会  2014年8月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 長軸方向に大変形する自励振動ゲルアクチュエータの設計

    加藤輝一, 前田真吾

    日本ロボット学会学術講演会  2014年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • インフラ構造物点検のための柔軟静電接着装置を搭載したマルチコプタの提案

    山崎達也, アジズル, 村井 俊亮, 丹野 悠, 長谷川 忠大, 前田 真吾, 中村 真吾, 油田 信一, 吉見 卓

    第15回建設ロボットシンポジウム  2015年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Design of Kirigami robot: Towards a fully printed robot

    H. Shigemune, S. Maeda, Y. Hara, U. Koike, S. Hashimoto

    IEEE/RSJ Intelligent Robots and Systems (IROS)  2015年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Soft materials for Soft Robots 招待 国際会議

    Shingo Maeda

    Soft robotica allo scoglio della regina, Acquario di Livorno  2015年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 粉末状の電極を有する誘電エラストマーアクチュエータの特性

    山内優幸, 細矢直基, 斎藤寛泰, 松日楽信人, 前田真吾

    応用物理学会春季学術講演会  2015年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 自励振動ゲルの機械振動に対する温度の影響

    前田 真吾, 原 雄介, 吉田亮, 橋本 周司

    高分子討論会  2006年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 生体環境下で駆動する新規自励振動型ゲルアクチュエーターの分子設計と自励粘性振動の解析

    原 雄介, 前田 真吾, 橋本周司, 吉田亮

    高分子ゲル研究討論会  2007年1月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 新規自励振動ケミカルアクチュエータ

    前田 真吾, 原 雄介, 吉田 亮, 橋本 周司

    「非線形反応と協同現象」研究会  2007年1月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Design of chemo-mechanical actuator using self-oscillating gel

    S. Maeda, S. Hashimoto, R. Yoshida

    IEEE Robotics and biomimetics (ROBIO2004)  2004年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A robotic actuator using self-oscillating gel

    S. Maeda, Y. Hara, R. Yoshida, S. Hashimoto

    ISSP International Workshop The 6th Gel Symposium(GelSympo 2005)  2005年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • 生体環境下で駆動する新規自励振動型高分子の振動制御

    原 雄介, 前田 真吾, 橋本 周司, 吉田 亮

    日本化学会春季年会  2006年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 生体環境下で駆動する新規BZポリマーの分子設計とその振動制御

    原 雄介, 前田 真吾, 橋本 周司, 吉田 亮

    「非線形反応と協同現象」研究会  2006年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • BZ反応で駆動するケミカルアクチュエータ

    前田 真吾, 原 雄介, 吉田 亮, 橋本 周司

    「非線形反応と協同現象」研究会  2006年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 心筋を模倣した新規自励振動型高分子の機能と自励粘性振動の解析

    原 雄介, 前田 真吾, 橋本 周司, 吉田 亮

    高分子討論会  2006年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 皮膚深部への低侵襲インジェクション技術へ向けた基礎研究

    市川啓太, 前田真吾, 山西陽子

    化学とマイクロナノシステム研究会  2016年4月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 機能性界面を有するインクジェット技術の研究

    今川直人, 前田真吾, 山西陽子

    化学とマイクロナノシステム研究会  2016年4月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Quality assessment of apples based on modal analysis using laser-induced plasma shock wave

    M. Mishima, N. Hosoya, I. Kajiwara, S. Maeda

    International Conference on Noise and Vibration Engineering (ISMA2016)  2016年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 不均一な環境により駆動されるゲルのランダムウォーク

    秋元琢磨, 前田真吾

    日本物理学会年次大会  2016年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Development of flexible electrostatic adhesive device that can equip in multicopter

    S. Murai, Y. Tanno, T. Hasegawa, S. Nakamura, S. Yuta, S. Maeda

    The 16th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS2016)  2016年10月 

     詳細を見る

    記述言語:英語  

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  • Micro Brush Actuator Using Self-Oscillating Gel

    Takahiro Hirakawa, Shingo Maeda

    International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2016)  2016年11月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Micro-Electrohydrodynamic pump of non-uniform structure for cell culturing structure

    T. Sato, S. Maeda, Y. Yamanishi

    International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science(MHS2016)  2016年12月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • PERFORATION METHOD BY COMBINING BUBBLE CAVITATION AND FOCUSING SHOCK WAVES”

    K. Ichikawa, S. Maeda, Y. Yamanishi

    International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science(MHS2016)  2016年12月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • インクジェット印刷で作製される3次元紙回路基板

    重宗宏毅, 前田真吾, 岩田吉丘, 岩瀬英治, 橋本周司, 菅野重樹

    第17回計測自動制御学会システム・インテグレーション部門講演会(SI 2016)  2016年12月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Functional materials for Soft machines and robots 招待

    Shingo Maeda

    Science@Sea  2019年6月  Scuola Superiore Sant’Anna

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    記述言語:英語  

    開催地:Livorno, Itary  

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  • 化学反応波とカップルした高分子ゲルの運動について

    前田真吾, 原雄介, 秋元琢磨, 橋本周司

    日本物理学会年次大会  2010年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 化学反応で駆動するやわらかい機械 招待

    前田 真吾

    D&Dコンファレンス  2019年8月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(基調)  

    開催地:九州大学  

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  • 新学術領域:しなやかな知能 招待

    前田 真吾

    日本ロボット学会オープンフォーラム  2019年9月  日本ロボット学会

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    記述言語:日本語  

    開催地:早稲田大学  

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  • 自律駆動するケミカルロボットの創製

    原 雄介, 前田真吾, 橋本周司, 吉田亮, 山口智彦

    日本化学会 第4回関東支部大会  2010年8月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 化学反応がつくるソフトロボットのモーションコントロール 招待

    前田 真吾

    日本機械学会年次大会  2019年9月  日本機械学会

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    開催地:秋田大学  

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  • 自発的に運動する高分子ゲルアクチュエーターの設計

    前田真吾, 原雄介, 橋本周司

    応用物理学会学術講演会  2010年9月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ストカスティックマシンの創成を通じたソフトロボットの攻究 招待

    前田 真吾

    新学術領域公開シンポジウム  2019年10月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    開催地:大阪大学  

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  • エレクトロスピニング法によるナノファイバーアクチュエータの創製

    中川裕貴, 前田真吾, 原雄介, 橋本周司

    応用物理学会学術講演会  2010年9月 

     詳細を見る

  • Unit type Dielectric Elastomer Motor,

    A. Minaminosono, S. Maeda

    International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science(MHS2019)  2019年12月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 不均一なひずみに注目したplastic foamの圧縮モデル

    山田雄平, 小林優太, 前田真吾

    日本物理学会年次大会  2020年3月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Self-sustained Motility of BZ Gels 招待

    Shingo Maeda

    The workshop on Active Matter for Soft Robotics, Waseda University  2019年3月 

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    記述言語:英語  

    開催地:早稲田大学  

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  • Soft Mechanism and Actuation 招待

    Shingo Maeda

    Progress In Electromagnetics Research Symposium  2019年6月 

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    記述言語:英語  

    開催地:Italy  

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  • 高速駆動するゲルアクチュエータの創製

    中丸 啓, 原 雄介, 前田真吾, 吉田亮 橋本周司

    高分子ゲル研究討論会  2010年1月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • BZゲルから得られる仕事に関する研究

    大崎同仁, 前田真吾

    ロボティクス・メカトロニクス2020 (ROBOMEC2020)  2020年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 柔軟素材を用いた変形可能なモータの開発

    金亨柱, 前田真吾, 山口友之, 中村真吾, 橋本周司

    日本ロボット学会 学術講演会  2011年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 誘電エラストマアクチュエータの応答性の評価とその改善

    村上泰智, 南之園彩斗, 重宗宏毅, 前田真吾

    ロボティクス・メカトロニクス2020 (ROBOMEC2020)  2020年5月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 化学反応ネットワークによって蠕動する機能性ゲル

    三ヶ野原崇士, 前田真吾, 橋本周司

    日本ロボット学会 学術講演会  2011年9月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A stretchable pump for the next generation of soft robots 招待

    V. Cacucciolo, S. Maeda

    IEEE ICRA 2020 WorkShop  2020年5月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Bridging the gap between soft robots and materials: Discovering new material functionalities vs creating architected compliance 招待

    Shingo Maeda

    2020年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

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  • 自律駆動するやわらかい機械 招待

    前田真吾

    科研費新学術領域合同シンポジウム-ソフトロボット学と発動分子科学の境界-  2020年11月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • エレクトロスピニング法によるナノファイバー型アクチュエータの作製

    中川裕貴, 原雄介, 前田真吾, 橋本周司

    電気学会  2012年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ソフトマテリアルを用いた機械 招待

    前田真吾

    第21回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会  2020年12月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 誘電エラストマーアクチュエータに関する研究

    高橋尚也, 前田真吾

    関東学生会第51回学生員卒業研究発表講演会  2012年3月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Chemical and soft machines 招待

    Shingo Maeda

    2021 Japan-America Frontiers of Engineering Symposium (JAFOE)  2021年6月 

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    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

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  • 化学ロボットの設計と機能制御 招待

    前田真吾

    平成24年度 都立産業技術センター 研究成果発表会,  2012年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • スプリングを用いた誘電エラストマーアクチュエータの開発

    高橋尚也, 前田真吾, 橋本周司

    日本ロボット学会 学術講演会  2012年9月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 電気流体現象を用いたデバイス設計論確立へ向けての研究

    佐藤匡, 前田真吾, 山西陽子

    ロボティクス・メカトロニクス2020 (ROBOMEC2020)  2020年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 多連平面電極のEHDポンプ

    浅井庸太, 前田真吾

    ロボティクス・メカトロニクス2020 (ROBOMEC2020)  2020年5月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 誘電エラストマーアクチュエータの周波数応答特性に関する研究

    石井友章, 前田真吾, 原雄介, 橋本周司

    高分子ゲル研究討論会  2011年3月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • アンテザードな誘電エラストマアクチュエータ制御の研究

    南之園彩斗, 村上泰智, 重宗宏毅, 前田真吾

    ロボティクス・メカトロニクス2020 (ROBOMEC2020)  2020年5月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Soft active materials and soft robots 招待

    Shingo Maeda

    4th International Symposium on the Advances on Regenerative Medicine  2023年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 機能性材料を用いたソフトロボット 招待

    前田真吾

    電気学会全国大会「巧みなアクチュエーション技術シンポジウム」2025  2025年3月 

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    記述言語:日本語  

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  • 機能化学ロボットの最前線 招待

    前田真吾

    日本化学会第105春季年会  2025年3月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 酵素反応を用いた刺激応答性ゲルの振動に関する数値計算

    新保祥平, 山田雄平, 前田真吾

    ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2025  2025年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • Active gels driven by the Belousov–Zhabotinsky reaction 招待

    Shingo Maeda

    MRS Fall Meeting  2023年12月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • Emergence of biological-like functions in gel machines 招待

    Shingo Maeda

    THE 4TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON EMBODIED INTELLIGENCE  2024年3月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • EHDポンプの内部圧力分布の調査と安定化に関する研究

    磐﨑悠仁, 山田雄平, 前田真吾

    ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2024  2024年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 摘便手技練習用デバイスの研究

    鈴木颯太, 毛澤兵, 渡邊静佳, 宮川祥子, ソン・ヨンア, 難波江裕之, 鈴森康一, 前田真吾

    ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2024  2024年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • Active smart materials for soft robots 招待

    Shingo Maeda

    National conference on Mechanical and industrial Engineering SeNTI×MEET2024  2024年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(基調)  

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  • ソフトマテリアルとやわらかいロボットの設計 招待

    前田真吾

    日本物理学会 ソフトロボティックマターシンポジウム2024  2024年9月 

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    記述言語:日本語  

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  • 光感受性Belousov-Zhabotinsky ゲルの反応方向制御の実装

    神澤俊輔, 山田雄平, 細矢直基, 前田真吾

    ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2025  2025年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • フォームを用いたポンプの開発

    眞智和佳奈, 桑島悠, Angelica De Michele, 細矢直基, 前田真吾

    ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2025  2025年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 金網の上で歩かせたマウスの3次元姿勢推定

    横川竜大, 原央子, 味岡逸樹, 前田真吾

    ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2025  2025年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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  • 刺激応答性ゲルの構造と体積変化について

    平澤瑞希, 山田雄平, 前田真吾, 瀧ノ上正浩

    ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2025  2025年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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産業財産権

  • 紙含有立体構造体の製造方法

    重宗宏毅, 細矢直基, 前田真吾, 三枝優弥

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    出願人:芝浦工業大学

    出願番号:特願特願2020-090550  出願日:2020年5月

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  • 2. 三次元誘電エラストマ構造体、三次元誘電エラストマ構造体を用いたスピーカ、および三次元誘電エラストマ構造体の製造方法

    細矢直基, 前田真吾, 増田紘明

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    出願人:芝浦工業大学

    出願番号:特願特願2019-132812号  出願日:2019年7月

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  • Stretchable electrohydrodynamic pump

    Cacucciolo Vito, Shea Herbert, Maeda Shingo, Floreano Dario, Shintake Jun

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    出願人:EPFL

    出願番号:特願PCT/EP2019/063086  出願日:2019年5月

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  • ゲル体同士の接着方法

    原雄介, 阿部秀和, 前田真吾, 橋本周司, 高橋義久

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    出願人:早稲田大学・王子製紙

    出願番号:特願2010-042603  出願日:2010年2月

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  • 化学反応を用いたアクチュエータ

    橋本周司, 前田真吾, 凌霄

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    出願人:早稲田大学

    出願番号:特願2007-230859  出願日:2007年9月

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  • アクチュエータ

    橋本周司, 前田真吾, 大西健太

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    出願人:早稲田大学

    出願番号:特願2007-182195  出願日:2007年7月

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受賞

  • Best Paper Award

    2024年11月   35th 2022 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science   Design optimization of Resilient EHD pump

    Amr Marzuq, Yu Kuwajima, Yuhei Yamada, Shingo Maeda

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  • Best Paper Award Finalist

    2024年10月   2024 IEEE International conference on Mechatronics and Automation   Mouse Pose Estimation Using Synthetic Datasets Replicating Experimental Environments

    Ryudai Yokokawa, Chikako Hara-Miyauchi, Itsuki Ajioka, Shingo Maeda

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  • Best Paper Award

    2022年11月   33rd 2022 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science   Implementation of Reservoir Computing Algorithm in Stretchable Sensor for Wearable Device

    W. Thongking, A. Wiranata, S. Maeda, C. Premachandra

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  • Honorable mention award

    2022年4月   The ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems(CHI2022)   HydroMod: Constructive Modules for Prototyping Hydraulic Physical Interfaces

    Y. Morita, A. Minaminosono, Yu. Kuwajima, S. Maeda, Y. Kakehi

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  • 学長賞(研究)

    2020年11月   芝浦工業大学  

    前田真吾

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  • 優秀講演賞

    2016年   計測自動制御学会  

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  • JTCF Novel Technology Paper Award for Amusement Culture

    2014年   IEEE IROS  

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  • 学生講演賞

    2008年   日本化学会春季年会  

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  • ポスター賞

    2008年   コロイドおよび界面化学討論会  

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  • The 7th International workshop Gel symposium 2007, Poster Award

    2007年   ISSP  

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  • Hewlett-packard most innovative paper award

    2007年   IEEE IROS  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 実消化器環境再現技術で開発する生細菌輸送マイクロゲル変形カプセル

    研究課題/領域番号:25H00719  2025年4月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    石田 忠, 永井 萌土, 前田 真吾, 山本 直之

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    配分額:47450000円 ( 直接経費:36500000円 、 間接経費:10950000円 )

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  • 興奮性ゲルの創成による化学反応で駆動するインテリジェントゲルマシンの学理構築

    研究課題/領域番号:24H00712  2024年4月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    前田 真吾, 山田 雄平

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    配分額:46800000円 ( 直接経費:36000000円 、 間接経費:10800000円 )

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  • 電気的液体駆動に基づく静寂で柔軟なフィジカルインタフェースの研究

    研究課題/領域番号:24H00708  2024年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    筧 康明, 前田 真吾, 福田 憲二郎, 岩瀬 英治

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    配分額:48100000円 ( 直接経費:37000000円 、 間接経費:11100000円 )

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  • レーザー技術による海洋構造物の実環境を考慮したねじ締結体の遠隔自動軸力検出

    研究課題/領域番号:22KK0053  2022年10月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    細矢 直基, 山田 雄平, 前田 真吾, 梶原 逸朗, 橋村 真治

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    配分額:20020000円 ( 直接経費:15400000円 、 間接経費:4620000円 )

    緩んでも緩まなくても困る,矛盾している機械要素がねじ締結体である.軸力の管理は,打音試験法,トルクレンチ法,超音波法などにより行われている.どれも検査員の重労働に依存しており,遠隔かつ自動による軸力検出が期待されている.過去に,多くの軸力検出手法が検討されてきた.研究代表者も同様である.しかし,これらの研究では,極めて理想的な状態において軸力検出を検討してきた.洋上風力発電機をはじめ,多くのインフラ構造物のねじに施されている表面処理(メッキ等)を無視している.表面処理は,締結時の摩擦特性など,軸力管理に大きな影響を及ぼす.学術的「問い」は,過酷な環境で用いるための表面処理(数百マイクロメートル程度)が施されたねじ締結体の軸力検出を,過去に検討されてきた方法で実現できるのか,これを遠隔で行い,機械学習により自動化できるのか,である.本研究では,イギリス,Edinburgh大学のGiorgio-Serchi先生,Garcia Cava先生らの研究チームの機械学習と,細矢らのレーザー加振技術による非接触遠隔計測を融合する.そして,実構造物に用いられる表面処理が施されたねじ締結体を有する実機モデルに対して,軸力検出を試みる.
    令和4年度は,ねじ締結体の解析モデルを構築した.この解析モデルでは実験モデルを再現できない条件があった.令和5年度は,イギリス側では,軸力を考慮したねじ締結体の,より詳細な解析モデルを検討し,そのモデルの有効性を検証した.また,日本側では,3本のボルト,2枚の長方形平板で構成されるねじ締結体を製作し,実験モデルを構築した.

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  • プラズマ誘起気泡による異種金属析出と電場勾配付与による材料知能化の研究

    研究課題/領域番号:22K18783  2022年6月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    山西 陽子, 前田 真吾

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    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

    2022-2023年度と2年間にわたり局所合金析出のための気液界面の析出の条件を絞り込み,溶液の組成に応じた堆積物が得られることを明らかにした.原因としてはプラズマ誘起気泡による反応がμ秒単位の非常に高速な反応であるため,遠距離に存在するイオン化傾向の小さい金属や堆積速度の速い金属ではなく,近距離に存在する金属イオンが優先して還元されたと考えられ,気泡(気液界面)周辺の金属イオン量が支配的であると示唆される.これは従来法である電解めっき法とは大きく異なる特性で,学術的に非常に重要である.

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  • EHD流体制御に基づくやわらかいモノへの表現機能の埋め込みとインタラクション創出

    研究課題/領域番号:21H04882  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    筧 康明, 前田 真吾

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    配分額:42120000円 ( 直接経費:32400000円 、 間接経費:9720000円 )

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  • 電気駆動型ハイパワーソフトアクチュエータの創成

    研究課題/領域番号:21H01293  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    前田 真吾

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    配分額:17160000円 ( 直接経費:13200000円 、 間接経費:3960000円 )

    ウェアラブルデバイスや人間共存型機械やロボットの次世代技術として,「やわらかさ」を内包するソフトロボットに関する研究が注目を集めている.本研究では,人と機械システムを自然に接続できる技術の実現を念頭において,電気駆動で大変形し,大きな発生力有するハイパワーソフトアクチュエータ技術の開発を目指す.ソフトアクチュエータの革新的技術基盤に必要な条件として,(1)外部に大きな装置を一切必要としない,(2)完全に電気駆動型である,(3)硬いフレーム構造や外力を必要としない,ことを念頭においてソフトな流体圧駆動型アクチュエータを開発する.現在,EHD(ElectroHydroDyanmics)は流体圧を発生させるために面白い技術として注目を集めつつある.EHDは僅かに絶縁性の液体に高電圧を印加することで,電気化学的な反応が電極近傍で生じ,流体が駆動する.一方で,DEAやHASELのような静電駆動型アクチュエータも注目されており,これらを組み合わせた仕組みと関連技術を模索した.また,仕組みにやわらかを付与するため折紙の構造も導入することでEHDとHASELの共存する仕組みを探索した.特にEHDポンプそのものを折紙として機能させることに成功しており,柔軟な構造については見通しを得ている.異分野融合を実施するために,共同研究を進めるためのデジタルファブリケーション技術も探索しながら研究を推進している.ファブリケーションについては,再現性の良い方法を確立した.

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  • やわらかいEHD

    2020年1月 - 2022年12月

    日本学術振興会  スイスとの国際共同研究JRPs 

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    担当区分:研究代表者 

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  • 化学反応に基づく油滴の内部対流を使った自走制御と水上物体搬送への適用

    研究課題/領域番号:19K21950  2019年6月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)  挑戦的研究(萌芽)

    澤田 秀之, 前田 真吾, 重宗 宏毅

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    担当区分:研究分担者 

    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

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  • ソフトロボット学の総括

    研究課題/領域番号:18H05465  2018年6月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    鈴森 康一, 新山 龍馬, 清水 正宏, 田中 博人, 福田 憲二郎, 多田隈 建二郎, 中嶋 浩平, 前田 真吾, 伊藤 浩史, 難波江 裕之

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    担当区分:研究分担者 

    配分額:236340000円 ( 直接経費:181800000円 、 間接経費:54540000円 )

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  • ストカスティックマシンの創成を通じたソフトロボティクスの攻究

    研究課題/領域番号:18H05473  2018年6月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    前田 真吾, 澤田 秀之

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:102310000円 ( 直接経費:78700000円 、 間接経費:23610000円 )

    人間共存用のロボットや知能機械の実現に対する期待が高まっている.そのような背景において,従来の価値観とは異なり「やわらかさ」を基盤とした科学技術が重要となる.つまり,ソフトロボットややわらかい機械を実現することである.特に本研究では,ソフトロボットの「しなやかな知能」を実現するために、確率的な方法を探求する.(1)ゲルと化学反応ネットワークについて,化学反応の連鎖(ネットワーク)とハイドロゲルがカップルした系についてこれまで基礎研究を進めてきた.具体的にはBelousov-Zhabotinsky(BZ)反応と呼ばれる濃度振動や空間的なパターンを示す化学反応に着目した.BZ反応によってゲルが機械的な拍動や蠕動性を示すことを明らかにしてきた.本研究ではそのような仕組を用いて新しい情報処理系を構築することを検討した.(2)液滴の自発運動とその運動制御について,研究をスタートした.無水オレイン酸の加水分解反応と界面活性剤が共役することで、自走する液滴の運動制御を試みた.液滴の形状を上手く制御することで運動の方向を決定できることが明らかになってきた.(3)SMAワイヤの高速応答性とソフトロボットへの展開について,研究を開始した.形状記憶合金SMAの高速応答性について、研究分担者の澤田らによって見出されている.本テーマではその高速応答性を利用し,確率的な情報処理手法で柔らかいデバイスや機械への展開を目指す.
    ソフトロボット研究としてトップレベルの拠点のEdinburgh University,Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne, Scuola Superiore Sant'Annaらと共同研究を開始した.

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  • 内視鏡に実装するための誘電エラストマーアクチュエータによる生体内音源デバイス

    研究課題/領域番号:17K18858  2017年6月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)  挑戦的研究(萌芽)

    細矢 直基, 前田 真吾

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    担当区分:研究分担者 

    配分額:6370000円 ( 直接経費:4900000円 、 間接経費:1470000円 )

    生体組織の病変を早期に発見するために,生体組織を外部から加振し,その際の応答を核磁気共鳴画像法 (Magnetic Resonance Imaging: MRI) により,生体組織に伝播する波動を可視化し,その弾性率を評価する方法として,Magnetic Resonance Elastgraphy (MRE) が検討されている.しかし,広範囲な弾性値を持つ様々な生体組織に対応するためには,十数Hz~数十kHzまでの広帯域な周波数成分を含む入力が必要であるが,加振器のような接触式デバイスでは非常に軟らかい生体組織に対して広帯域な周波数成分を含む入力を作用させることができない.所望の音響放射パターン(指向性)に単一デバイスで制御できる,直径数mmの大きさの誘電エラストマーアクチュエータ (Dielectric Elastomer Actuator: DEA) を音源デバイスとして,内視鏡に実装し,生体組織を内部から点または面で加振できれば,生体組織の可視化における時空間分解能が向上し,病変の早期発見に大きく寄与することから,MREのような検査技術を革新的に発展させることができる.本研究では,生体組織を内部から非接触非破壊で加振するための音源デバイスとして,一体成形された自由曲面DEAを実現することで,所望の音響放射パターンに単一デバイスで制御する.
    平成30年度には,DEAの高効率化を実現するために,最適な柔軟電極の生成方法を検討した.これにより,同じ駆動電圧で従来よりも大きな変位量を実現できた.また,DEAを空気圧で膨らませ風船状に成形することで,風船型球面DEAを実現した.さらに,応用関連研究としてDEAを用いた変形可能なモーターを実現した.これらは国際的な研究論文雑誌でオープンアクセスとして公表された.

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  • 電界誘起気泡インジェクション技術を用いた遺伝子導入装置の開発

    2016年4月 - 2019年3月

    科学技術振興機構  ASTEP 

    山西 陽子

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    資金種別:競争的資金

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  • ケミカルアクチュエータの知能化とケミカルメカニクスの学理構築

    2016年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  基盤研究(B) 

    前田 真吾

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 電界紡糸法を用いた多孔質材料の創製と静電型ソフトアクチュエータの開発

    2016年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  挑戦的萌芽研究 

    前田 真吾

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • レーザーパルス加振と偏光高速度カメラによる透明高分子材料の非接触非破壊損傷検知

    研究課題/領域番号:16H04291  2016年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    細矢 直基, 前田 真吾, 神田 淳

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    担当区分:研究分担者 

    配分額:17940000円 ( 直接経費:13800000円 、 間接経費:4140000円 )

    Nd: YAGパルスレーザーを用いることでレーザー誘起プラズマにより衝撃波を生成し,これを透明体材料に対する非接触非破壊の加振力として用いる.そして,透明体材料に生成されたLamb波を偏光高速度カメラにより計測する.本実験では,ポリカーボネート平板にレーザー誘起プラズマ衝撃波によるインパルス入力を作用させることで,Lamb波を生成した.偏光高速度カメラにより計測されたLamb波の位相速度を調べることで,これが0次のSモードであることを示した.また,このLamb波の伝播を観察することで,ポリカーボネート平板の表面につけられた数十マイクロメートルスケールのスクラッチを,非接触非破壊で検知した.

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  • 気泡圧壊誘導による集中放電穿孔法による針なし気泡注射器の創成

    2016年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  基盤研究(B) 

    山西 陽子

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    資金種別:競争的資金

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  • 柔軟静電吸着装置を搭載した半自律飛行マルチコプタによるインフラ構造物点検システムの開発

    2016年4月 - 2019年3月

    内閣府  戦略的イノベーション創造プログラム 

    長谷川 忠大

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    資金種別:競争的資金

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  • ペーパーメカトロニクスの基礎研究

    2016年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  挑戦的萌芽研究 

    橋本 周司

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    資金種別:競争的資金

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  • レーザ誘起ブレークダウンプラズマを用いた燃焼排気ガス中微細粒子の迅速熱分解酸化

    研究課題/領域番号:15K13891  2015年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    斉藤 寛泰, 前田 真吾

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    配分額:3900000円 ( 直接経費:3000000円 、 間接経費:900000円 )

    パルスレーザを物質に集光することで発生するブレークダウン現象を用いて、炭素微粒子の熱分解酸化が可能かどうかを実験により調べた。予備実験として行った固体炭素試料表面へのレーザ照射では、アブレーションによって試料表面から除去された炭素の一部が雰囲気酸素と結合し、二酸化炭素を生成することが確認された。次に、炭素のナノオーダ粒子を含む配管流れに対してレーザ照射を行なったところ、照射領域を通過した流れに含まれる炭素粒子の総個数が減少することが確認された。現状では低効率だが、レーザ照射による微細炭素粒子の蒸発と酸化が可能であることを示唆する結果を得た。

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  • 自律駆動型薬剤放出デバイスの開発

    研究課題/領域番号:26630102  2014年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    前田 真吾, 長谷川 忠大

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    配分額:3770000円 ( 直接経費:2900000円 、 間接経費:870000円 )

    本研究の目的は,自律駆動型薬物放出デバイスを開発することである.我々は刺激応答性高分子ゲルと振動化学反応をカップルさせることによって,ハイドロゲルの自律的な拍動や蠕動運動を実現してきた.そのハイドロゲルを用いて,周期的に薬物放出可能なデバイスを設計することを試みた.デバイスを設計するために,ゲルの固定化方法,げるの変位拡大方法と外部環境へ仕事をすることに注力し研究を進めた.

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  • 自律駆動型薬物放出システムの開発

    2014年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  挑戦的萌芽研究 

    前田 真吾

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • バンド型誘電エラストマーアクチュエータの開発

    2013年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  挑戦的萌芽研究 

    松日楽 信人

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    資金種別:競争的資金

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  • ゲルロボットの自己複製に関する研究

    2012年4月 - 2014年3月

    日本学術振興会  挑戦的萌芽研究 

    橋本 周司

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    資金種別:競争的資金

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  • 化学マイクロアクチュエータの探索

    2012年4月 - 2013年10月

    科学技術振興機構  ASTEP 

    前田 真吾

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • マイクロ・ナノシステムと自律駆動ゲルの融合によるケミカルロボティクスの構築

    2011年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  若手研究(A) 

    前田 真吾

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • BZ反応とカップルした高分子ゲルのダイナミクス

    2011年4月 - 2013年3月

    日本学術振興会  挑戦的萌芽研究 

    前田 真吾

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 高発生力型の新規自律振動性高分子ゲルの創製

    2009年4月 - 2011年3月

    日本学術振興会  若手研究(B) 

    前田 真吾

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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