Active Functional Devices

Course title

1M991400

Course content

動的機能デバイスは“動き”に着目し、エネルギーを外部への“動き”に変換するアクチュエータや、材料内の電子の“動き”を制御することによって動作する電子デバイスを系統だって研究することを目標としている。昨今では計測技術と物理学の発展により、これまで理解の難しかった複雑な動きを観測・解析できる。本授業では動的機能デバイスの一例としてソフトアクチュエータに着目する。ソフトアクチュエータはこれまでの硬いデバイスとは異なり、柔らかさを本質とした冗長性・形態知能性・生物模倣性などの特長を持ち、様々な外部刺激・材料を用いたアプローチによって探求されている。ソフトトランスデューサの原理・製造法からそれを軸として構成されるメカトロニクス・デバイスについての概観を示す。

Purpose of class

ソフトトランスデューサは、それ自体が持つ「やわらかさ」を利点としてウェアラブルデバイスやグリッパーなど様々な場面での活躍が期待されている。その力学的性質から大変形を起こすため、モデル化や解析が難しく長年の研究が積み重ねられている。本授業では、様々なソフトトランスデューサの原理・製造法からそれを軸として構成されるメカトロニクス・デバイスについて概観を示し、自身で新たな技術・応用先を探求する力を身に付ける。

Goals and objectives

ソフトトランスデューサ（アクチュエータ、センサ）の基本的な性質・メカニズムを説明できる。
ソフトトランスデューサを用いたメカトロニクスの基本構成を理解・分解し、要素技術について説明できる。
ソフトトランスデューサを応用した技術とその利点を説明できる。

Language

Japanese(English accepted)

Class schedule

	Class schedule	HW assignments (Including preparation and review of the class.)	Amount of Time Required
1．	イントロダクションソフトトランスデューサ概観（外部刺激例、やわらかさとは（形態知能など））	トランスデューサについて事前調査	90minutes
1．	イントロダクションソフトトランスデューサ概観（外部刺激例、やわらかさとは（形態知能など））	配布資料の読み込み	100minutes
2．	ソフトトランスデューサ例１ペーパーメカトロニクス１（Self-folding、折紙工学）	薄膜材料の力学特性について事前調査	90minutes
2．	ソフトトランスデューサ例１ペーパーメカトロニクス１（Self-folding、折紙工学）	配布資料の読み込み	100minutes
3．	ソフトトランスデューサ例２ペーパーメカトロニクス２（プリンテッドエレクトロニクス、フレキシブルエレクトロニクス）	フレキシブルエレクトロニクスについて事前調査	90minutes
3．	ソフトトランスデューサ例２ペーパーメカトロニクス２（プリンテッドエレクトロニクス、フレキシブルエレクトロニクス）	配布資料の読み込み	100minutes
4．	ソフトトランスデューサ例３ペーパーメカトロニクス３（製造、印刷法）	薄膜製造法について事前調査	90minutes
4．	ソフトトランスデューサ例３ペーパーメカトロニクス３（製造、印刷法）	配布資料の読み込み	100minutes
5．	ソフトトランスデューサ例５ ElectroHydroDynamics （原理、応用例）	電気流体現象について事前調査	90minutes
5．	ソフトトランスデューサ例５ ElectroHydroDynamics （原理、応用例）	配布資料の読み込み	100minutes
6．	ソフトトランスデューサ例６ DielectricElastomerActuators （原理、応用例）	誘電エラストマアクチュエータについて事前調査	90minutes
6．	ソフトトランスデューサ例６ DielectricElastomerActuators （原理、応用例）	配布資料の読み込み	100minutes
7．	ソフトトランスデューサ例７形状記憶合金（原理、応用例）	形状記憶合金について事前調査	90minutes
7．	ソフトトランスデューサ例７形状記憶合金（原理、応用例）	配布資料の読み込み	100minutes
8．	ソフトトランスデューサ例８ケミカルアクチュエータ（原理、応用例）	化学エネルギーを外部刺激とするアクチュエータについて事前調査	90minutes
8．	ソフトトランスデューサ例８ケミカルアクチュエータ（原理、応用例）	配布資料の読み込み	100minutes
9．	プレゼンテーション１	これまでの内容の復習	60minutes
9．	プレゼンテーション１	プレゼンテーションの準備	130minutes
10．	プレゼンテーション２	これまでの内容の復習	60minutes
10．	プレゼンテーション２	プレゼンテーションの準備	130minutes
11．	ソフトトランスデューサを利用したメカトロニクスシステム１（エネルギー源：薄膜電池、エナジーハーベスト）	印刷エネルギー源についての事前調査	90minutes
11．	ソフトトランスデューサを利用したメカトロニクスシステム１（エネルギー源：薄膜電池、エナジーハーベスト）	配布資料の読み込み	100minutes
12．	ソフトトランスデューサを利用したメカトロニクスシステム２（制御部：CNTトランジスタ、メカニカルスイッチ）	印刷制御部についての事前調査	90minutes
12．	ソフトトランスデューサを利用したメカトロニクスシステム２（制御部：CNTトランジスタ、メカニカルスイッチ）	配布資料の読み込み	100minutes
13．	ソフトトランスデューサの応用：最近のトピックス１最終レポート課題	ソフトトランスデューサのアドバンテージを調査	90minutes
13．	ソフトトランスデューサの応用：最近のトピックス１最終レポート課題	配布資料の読み込み	100minutes
14．	ソフトトランスデューサの応用：最近のトピックス２	ソフトトランスデューサの応用例を調査	60minutes
14．	ソフトトランスデューサの応用：最近のトピックス２	レポート執筆	120minutes
Total.	-	-	2650minutes

Relationship between 'Goals and Objectives' and 'Course Outcomes'

	レポート	プレゼンテーション	Total.
1.	20%	20%	40%
2.	10%	20%	30%
3.	10%	20%	30%
Total.	40%	60%	-

Evaluation method and criteria

動的機能デバイスに関するレポート40%およびプレゼンテーション60%により総合評価する。
60%以上の得点をもって合格とする。

Textbooks and reference materials

学術論文誌より文献を配布する

Prerequisites

学部レベルの電気磁気学、電気工学の関連講義を復習しておくこと。

Office hours and How to contact professors for questions

火曜日12:30～13:10（豊洲10-O-32、事前に連絡を取ることが望ましい）

Regionally-oriented

Non-regionally-oriented course

Development of social and professional independence

Course that cultivates an ability for utilizing knowledge
Course that cultivates a basic problem-solving skills
Course that cultivates a basic interpersonal skills

Active-learning course

Most classes are interactive

Course by professor with work experience

Work experience	Work experience and relevance to the course content if applicable
N/A	該当しない

Education related SDGs:the Sustainable Development Goals

7.AFFORDABLE AND CLEAN ENERGY
9.INDUSTRY, INNOVATION AND INFRASTRUCTURE
12.RESPONSIBLE CONSUMPTION & PRODUCTION

Last modified : Thu Sep 16 04:04:09 JST 2021