(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線形集合として配置される複数の電気活性材料アクチュエータユニットであって、各電気活性材料アクチュエータユニットが、少なくとも２つの電力線端子及び少なくとも１つのデジタルデータ線端子を備える、前記複数の電気活性材料アクチュエータユニットと；
少なくとも２つの電力線及びデータ線であって、各電気活性材料アクチュエータユニットが、前記少なくとも２つの電力線の間に並列に接続され、前記少なくとも２つの電力線が、前記少なくとも２つの電力線端子に接続する、前記少なくとも２つの電力線及びデータ線と；
前記線形集合の各々隣接する電気活性材料アクチュエータユニットのペアの間のデータ線接続と；
を備える装置であって、
各電気活性材料アクチュエータユニットが：
電気活性材料アクチュエータと；
前記データ線からデータを受け取るために前記少なくとも１つのデータ線端子に接続されるデジタルコントローラと；
前記受け取ったデータに応じて前記電気活性材料アクチュエータを駆動するためのドライバと；
を備える、装置。
【請求項２】
各電気活性材料アクチュエータユニットは、電力ユニットを更に備え、前記電力ユニットは、前記少なくとも２つの電力線のうちの１つにおける信号から、前記コントローラのための第１電力源と前記ドライバのための第２電力源を導出する電力変換器を備える、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
共通基準電力線、コントローラ電力線及びドライバ電力線を含む３つの電力線を備え、各電気活性材料アクチュエータユニットは、３つの対応する電力線端子を備える、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
各電気活性材料アクチュエータユニットは、データ線入力端子とデータ線出力端子を備え、前記データ線接続は、１つの電気活性材料アクチュエータユニットの前記データ線出力端子と、次の電気活性材料アクチュエータユニットの前記データ線入力端子との間にある、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記電力線に対する電力及び前記データ線に対するデータ信号を提供するための装置コントローラを更に備える、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記装置コントローラは、一組のデータワードを直列に含むデータ信号を提供するように適合され、各データワードは、前記電気活性材料アクチュエータユニットのそれぞれの１つに関連付けられ、各電気活性材料アクチュエータユニットのコントローラは、前記関連付けられたデータワードを取り除くように適合される、
請求項５に記載の装置。
【請求項７】
各電気活性材料アクチュエータユニットは、データ線入力端子を備え、前記データ線接続は、１つの電気活性材料アクチュエータユニットの前記データ線入力端子と、次の電気活性材料アクチュエータユニットの前記データ線入力端子との間にある、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記電力線に対する電力及び前記データ線に対するデータ信号を提供するための装置コントローラを更に備える、
請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記装置コントローラは、一組の識別ワード及びデータワードを直列に含むデータ信号を提供するように適合され、各識別ワードは前記電気活性材料アクチュエータユニットのそれぞれの１つに関連付けられ、各電気活性材料アクチュエータユニットのコントローラは、それ自身の関連付けられた識別ワードを認識し、前記関連付けられたデータワードを読み取るように構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置を含むカテーテルであって、前記複数の電気活性材料アクチュエータユニットは、前記カテーテルの操縦制御のためのものである、カテーテル。
【請求項１１】
線形集合として配置される複数の電気活性材料アクチュエータユニットであって、各電気活性材料アクチュエータユニットが、少なくとも２つの電力線端子及び少なくとも１つのデジタルデータ線端子を備える、前記複数の電気活性材料アクチュエータユニットと、
少なくとも２つの電力線及びデータ線であって、各電気活性材料アクチュエータユニットが、前記少なくとも２つの電力線の間に並列に接続され、前記少なくとも２つの電力線が、前記少なくとも２つの電力線端子に接続する、前記少なくとも２つの電力線及びデータ線と、
前記線形集合の各々隣接する電気活性材料アクチュエータユニットのペアの間のデータ線接続と、
を備える装置の作動方法であって、当該方法は：
前記少なくとも２つの電力線の間に電力信号を提供するステップと；
前記データ線上の前記電気活性材料アクチュエータユニットのすべてのための駆動データを単一の結合データ信号として提供するステップと；
各個々の電気活性材料アクチュエータユニットにおいて、前記結合データ信号の関連する部分を識別するステップと；
前記関連する部分に応じて、前記電気活性材料アクチュエータユニットの各電気活性材料アクチュエータを駆動するステップと；
を含む、方法。
【請求項１２】
各電気活性材料アクチュエータユニットにおいて、前記少なくとも２つの電力線のうちの１つにおける信号から、局所コントローラのための第１電力源と、局所ドライバのための第２電力源を導出するステップ、
を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
各電気活性材料アクチュエータユニットは、データ線入力端子及びデータ線出力端子を備え、前記データ線接続は、１つの電気活性材料アクチュエータユニットの前記データ線出力端子と、次の電気活性材料アクチュエータユニットの前記データ線入力端子との間にあり、当該方法は：
一組のデータワードを直列に含むデータ信号を提供するステップであって、各データワードが前記電気活性材料アクチュエータユニットのそれぞれの１つに関連付けられる、ステップと；
各電気活性材料アクチュエータユニットにおいて、前記関連付けられるデータワードを取り除くステップと；
を含む、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
各電気活性材料アクチュエータユニットは、データ線入力端子を備え、前記データ線接続は、１つの電気活性材料アクチュエータユニットのデータ線入力端子と、次の電気活性材料アクチュエータユニットのデータ線入力端子との間にあり、当該方法は：
一組の識別ワード及びデータワードを直列に含むデータ信号を提供するステップであって、各識別ワードが電気活性材料アクチュエータユニットのそれぞれ１つに関連付けられる、ステップと；
各電気活性材料アクチュエータユニットにおいて、それ自身の関連付けられた識別ワードを認識し、前記関連付けられたデータワードを読み取るステップと；
を含む、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータプログラムであって、該プログラムがコンピュータ上で実行されると、請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の方法のステップのすべてを実行するように適合されるコンピュータプログラムコード手段を備える、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気活性ポリマーのような電気活性材料を使用するアクチュエータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気活性ポリマー（ＥＡＰ：Ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ）は、電気応答性材料の分野において台頭している材料のクラスである。ＥＡＰは、センサ又はアクチュエータとして機能することができ、様々な形状に容易に製造されて多種多様なシステムへの容易な統合を可能にすることができる。
【０００３】
この１０年間で大幅に改善された作動応力及びひずみ等の特性を有する材料が開発されてきた。技術リスクは製品開発の許容レベルまで低減されてきており、これにより、ＥＡＰは商業的及び技術的に関心が高まってきている。ＥＡＰの利点には、低電力、小さなフォームファクタ、柔軟性、ノイズレス動作、正確さ、高分解能の可能性、早い応答時間及び周期的作動が含まれる。
【０００４】
ＥＡＰ材料の改善された性能及び特定の利点は、新たな用途への適用性をもたらす。
【０００５】
ＥＡＰ装置（ＥＡＰ  ｄｅｖｉｃｅ）は、電気作動に基づいて、コンポーネント又は機能の少ない移動量が望まれる任意の用途に使用され得る。同様に、この技術は、小さな動きを感知するために使用され得る。
【０００６】
ＥＡＰの使用は、一般的なアクチュエータと比べて、小さな容積又は薄いフォームファクタでの比較的大きな変形と力の組合せにより、以前は不可能であった機能を可能にし、あるいは一般的なセンサ／アクチュエータソリューションに対して大きな利点を提示する。ＥＡＰはまた、ノイズレス動作、正確な電子制御、早い応答及び０〜２０ｋＨｚのような広範囲の可能な作動周波数も与える。
【０００７】
電気活性ポリマーを使用する装置を、電界駆動材料とイオン駆動材料に細分することができる。
【０００８】
電界駆動ＥＡＰの例は、誘電性エラストマー、電歪性ポリマー（ＰＶＤＦベースのリラクサポリマー又はポリウレタン等）及び液晶エラストマー（ＬＣＥ：ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ）である。
【０００９】
イオン駆動ＥＡＰの例は、共役ポリマー、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ：ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅ）ポリマー複合材料及びイオン性ポリマー金属複合材料（ＩＰＭＣ：Ｉｏｎｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｍｅｔａｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）である。
【００１０】
電界駆動ＥＡＰは、直接電気機械結合を通して電界によって作動されるが、イオンＥＡＰの作動機構は、イオンの拡散を伴う。どちらのクラスも複数のファミリーメンバを有し、その各々に固有の長所と短所がある。
【００１１】
図１及び図２は、ＥＡＰ装置について２つの可能な動作モードを示す。
【００１２】
この装置は、電気活性ポリマー層１４の両側にある電極１０と電極１２の間に挟まれた電気活性ポリマー層１４を含む。
【００１３】
図１は、クランプされていない装置を示す。電圧は、図示されるように、電気活性ポリマー層を全方向に膨張するように使用される。
【００１４】
図２は、膨張が一方向のみで起こるように設計された装置を示している。この装置は、キャリア層１６によって支持される。電圧は、電気活性ポリマー層を曲げる又は湾曲させるように使用される。
【００１５】
この動きの性質は、例えば作動時に膨張する活性層と受動キャリア層との間の相互作用から生じる。図示されるように軸周りの非対称な屈曲を得るために、例えば分子配向（フィルム延伸）を適用して、移動を一方向に強制し得る。
【００１６】
一方向の膨張は、電気活性ポリマーの非対称性から生じる可能性があり、あるいはキャリア層の特性の非対称性から又はその両方の組合せから生じる可能性がある。
【００１７】
その固有の小さなフォームファクタに起因して、電気活性ポリマーは、複数の機能を実現する必要があり、したがって、複数のアクチュエータが必要とされる用途で使用するのによく適している。例えば特定の用途では、アクチュエータのアレイは、例えば位置決めシステム及び制御されたトポロジ表面において有用である可能性がある。
【００１８】
しかしながら、基本的な相互接続ソリューションは、アクチュエータの各々に接続される少なくとも１つのワイヤ又はケーブルと、更に１つの（共通の）接地接続を必要とするであろう。アクチュエータの数が多いほど、電気接続はより複雑になる。例えばマトリックスのようなアプローチで数百ものアクチュエータがアドレス指定（ａｄｄｒｅｓｓ）される必要がある場合、これは従来のワイヤリング方式によって容易には実現することができず、これは、モバイル装置や医療手術機器等で小さなフォームファクタが必要とされる場合に特にそうである。
【００１９】
例えばカテーテル又はガイドワイヤベースの装置では、すべてのアクチュエータ装置を、装置の端部から出ているワイヤによって個々に制御させることは、装置の長さ全体にわたってワイヤを走らせることを必要とするので実際的ではないであろう。実際的な状況では、これらのワイヤを収容するスペースがなく、加えて、ワイヤは装置の操作性を低下させるであろう。
【００２０】
また、長いワイヤは欠陥（破損又は短絡）を起こしやすく、これは、ワイヤが細く作られている場合は特にそうであろう。
【００２１】
接続線の低減を可能にする代替的なアプローチは、マトリックス・アドレッシング方式を使用することである。
【００２２】
パッシブマトリックスアレイは、行（ｎ行）及び列（ｍ列）接続のみを使用するアレイ駆動システムの簡単な実装である。最大（ｎ×ｍ）のアクチュエータに対応するために必要とされるのは（ｎ＋ｍ）ドライバのみである。これは、ワイヤリングの量も低減するコスト効率の良いアプローチを提供する。
【００２３】
しかしながら、パッシブマトリックスＥＡＰアクチュエータアレイは、隣接するアクチュエータ間のクロストークが問題となる。１つのアクチュエータを作動させるために電圧が印加されると、その周囲のアクチュエータも電圧を経験し、部分的に作動することになり、これは多くの用途にとって望ましくない効果である。これは、達成可能な最良の作動コントラスト比が存在することを意味する。したがって、パッシブマトリックス・アドレッシング方式では、他のアクチュエータとは独立に、各アクチュエータを個々にアドレス指定することは簡単なことではない。
【００２４】
電気活性ポリマーアクチュエータのアレイをアドレス指定するためのアクティブマトリックスの使用は、例えば電子点字用途について考慮されている。アクティブマトリックスアプローチは、行導体と列導体との交点において、各電気活性ポリマーアクチュエータにスイッチング素子を提供することを含む。このようにして、アレイ内の各アクチュエータを、所望の場合に、個々に作動させることができる。
【００２５】
しかしながら、これは周期的アドレッシングシーケンスを必要とするので、装置のアレイは正確には同時にアドレス指定されない。また、アレイの行及び列のすべてのために、必要とされる電気接続も依然としてかなりの数が存在する。
【００２６】
別の問題は、各アクチュエータ及びコントローラ構成が、制御電子機器のために、典型的には約２００Ｖの高電圧アクチュエータ電圧と、低電圧制御電圧の両方を必要とすることである。これもやはり、アクチュエータへの追加の接続を示唆する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
したがって、システムの動作に必要とされる高電圧と低電圧を同時に提供し、かつ低減された数の電気接続を用いながら、多数のＥＡＰをアドレス指定することができるアドレッシング方式が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明の目的は、上記の必要性を少なくとも部分的に満たすことである。この目的は、少なくとも部分的に、独立請求項によって定義される発明によって達成される。従属請求項は、有利な実施形態を提供する。
【００２９】
本発明の一側面による実施例によれば、
線形集合（ｌｉｎｅａｒ  ｓｅｔ）として配置される複数の電気活性材料アクチュエータユニットであって、各電気活性材料アクチュエータユニットが、少なくとも２つの電力線端子及び少なくとも１つのデジタルデータ線端子を備える、複数の電気活性材料アクチュエータユニットと；
少なくとも２つの電力線及びデータ線であって、各電気活性材料アクチュエータユニットが、少なくとも２つの電力線の間に並列に接続され、少なくとも２つの電力線が、少なくとも２つの電力線端子に接続する、少なくとも２つの電力線及びデータ線と；
線形集合の各々隣接する電気活性材料アクチュエータユニットのペアの間のデータ線接続と；
を備える装置が提供され、
各電気活性材料アクチュエータユニットは、
電気活性材料アクチュエータと；
データ線からデータを受け取るために少なくとも１つのデータ線端子に接続されるデジタルコントローラと；
受け取ったデータに応じて電気活性材料アクチュエータを駆動するためのドライバと；
を含む。
【００３０】
「線形集合」とは、ユニットが一列に電気的に接続されることを意味する。しかしながら、物理的構成は、ユニットの二次元アレイを含め、任意の所望の形状であってもよい。
【００３１】
この装置は、単一のデータ線を使用して複数のアクチュエータをアドレス指定する。アクチュエータユニットはまた、共通の電力線によって電力供給され（それらのアクチュエータユニットは、それらの電力線の間で並列である）、その結果、小さな組の電力線及びデータ線を使用してすべてのアクチュエータユニットを制御する。すべてのユニットに並列に接続する単一のデータ線が存在してもよく、あるいはユニット間のデータ線のデイジーチェーン接続が存在してもよい。データ線はデジタルバスを形成する。
【００３２】
この設計は、アクチュエータユニットとの間でルーティングする必要のある電気接続の数が少ない、装置全体の小さなフォームファクタを可能にする。
【００３３】
一例において、各電気活性材料アクチュエータユニットは、電力ユニットを更に備えてもよく、電力ユニットは、少なくとも２つの電力線のうちの１つにおける信号から、コントローラのための第１電力源（ｐｏｗｅｒ  ｓｕｐｐｌｙ）と、ドライバのための第２電力源を導出する電力変換器を備える。この設計は、２つの電力線のみ、すなわち高電力線と、接地等の共通基準線（ｃｏｍｍｏｎ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）を可能にする。次いで、高電力線信号を使用して、アクチュエータへの印加のためにドライバのための比較的高い電圧源（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｕｐｐｌｙ）と、デジタルコントローラのための比較的低い電圧源を導出する。
【００３４】
別の例では、装置は、共通基準電力線、コントローラ電力線及びドライバ電力線を含む３つの電力線を備え、各電気活性材料アクチュエータユニットは、３つの対応する電力線端子を備える。この場合、２つの異なる電力源をユニットに供給することによって、各ユニットの回路を単純化することができる。
【００３５】
一組の例では、各電気活性材料アクチュエータユニットは、データ線入力端子（ｄａｔａ  ｌｉｎｅ  ｉｎ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）及びデータ線出力端子（ｄａｔａ  ｌｉｎｅ  ｏｕｔ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）を備え、データ線接続は、１つの電気活性材料アクチュエータユニットのデータ線出力端子と、次の電気活性材料アクチュエータユニットのデータ線入力端子との間である。
【００３６】
これは、ユニットのデイジーチェーン接続を形成する。データ線は、ユニットのうちの最初の１つに接続し、その後、信号は（局所修正の後）１つのユニットから次のユニットに渡される。
【００３７】
全体的な装置コントローラが、電力線に対する電力及びデータ線に対するデータ信号を提供するために使用される。この一組の例において、装置コントローラは、一組のデータワードを直列（ｉｎ  ｓｅｒｉｅｓ）に含むデータ信号を提供するように適合されてよく、各データワードは電気活性材料アクチュエータユニットのそれぞれの１つに関連付けられ、各電気活性材料アクチュエータユニットのコントローラは、関連付けられたデータワードを取り除く（ｓｔｒｉｐ  ｏｆｆ）するように適合される。したがって、データ信号がデイジーチェーンに沿って渡されると、読み取られるワードが取り除かれる。このようにして、各ユニットは、データ信号の特定の位置（例えば前方）にあるワードを読み取り、次いでそのワードを信号から取り除くという同じ動作を実行する。したがって、ユニットは、すべて同じ設計であってよく、どのデータワードがどのユニットに到達するかの制御は、全体の装置コントローラによって指示される。
【００３８】
別の組の例では、各電気活性材料アクチュエータユニットは、データ線入力端子を備え、データ線接続は、１つの電気活性材料アクチュエータユニットのデータ線入力端子と、次の電気活性材料アクチュエータユニットのデータ線入力端子との間にある。この場合、データ線入力端子はすべて、同じデータ線に並列に接続される。
【００３９】
やはり、電力線に対する電力及びデータ線に対するデータ信号を提供するための装置コントローラが使用される。この組の例において、装置コントローラは、一組の識別ワード及びデータワードを直列に含むデータ信号を提供するように適合されてよく、各識別ワードは電気活性材料アクチュエータユニットのそれぞれの１つに関連付けられ、各電気活性材料アクチュエータユニットのコントローラは、それ自身の関連付けられた識別ワードを認識し、関連付けられたデータワードを読み取るように適合される。したがって、すべてのユニットが同じデータ信号を受け取るが、異なる部分は異なる識別情報にリンクされている。これは、各ユニットが、関連するデータワードを、データ信号内で識別することができるように、それ自身の識別情報を知る必要があることを意味する。
【００４０】
電気活性材料アクチュエータは、例えば電気活性ポリマーアクチュエータを含む。
【００４１】
本発明の別の側面による実施例は、
線形集合として配置される複数の電気活性材料アクチュエータユニットであって、各電気活性材料アクチュエータユニットが、少なくとも２つの電力線端子及び少なくとも１つのデジタルデータ線端子を備える、複数の電気活性材料アクチュエータユニットと、
少なくとも２つの電力線及びデータ線であって、各電気活性材料アクチュエータユニットが、少なくとも２つの電力線の間に並列に接続され、少なくとも２つの電力線が、少なくとも２つの電力線端子に接続する、少なくとも２つの電力線及びデータ線と、
線形集合の各々隣接する電気活性材料アクチュエータユニットのペアの間のデータ線接続と、
を備える装置の作動方法を提供する。当該方法は：
少なくとも２つの電力線の間に電力信号を提供するステップと；
データ線上の電気活性材料アクチュエータユニットのすべてのための駆動データを単一の結合データ信号として提供するステップと；
各個々の電気活性材料アクチュエータユニットにおいて、結合データ信号の関連する部分を識別するステップと；
関連する部分に応じて、電気活性材料アクチュエータユニットの各電気活性材料アクチュエータを駆動するステップと；を含む。結合データ信号の関連する部分の識別は、特許請求に係る装置のいずれか１つのようなデジタルコントローラを用いて行うことができる。
【００４２】
この方法は、すべてのユニットに共有のデータ線、並びに共有の電力線を使用することを可能にする。
【００４３】
各電気活性材料アクチュエータユニットにおいて、少なくとも２つの電力線のうちの１つにおける信号から、局所コントローラのための第１電力源が導出されてもよく、局所ドライバのための第２電力源が導出されてもよい。
【００４４】
このようにして、外部の電力線の数が最小限に維持される。
【００４５】
一組の例において、各電気活性材料アクチュエータユニットは、データ線入力端子及びデータ線出力端子を備え、データ線接続は、１つの電気活性材料アクチュエータユニットのデータ線出力端子と、次の電気活性材料アクチュエータユニットのデータ線入力端子との間にある。そこで、方法は：
一組のデータワードを直列に含むデータ信号を提供するステップであって、各データワードが電気活性材料アクチュエータユニットのそれぞれの１つに関連付けられるステップと；
各電気活性材料アクチュエータユニットにおいて、関連付けられるデータワードを取り除くステップと；
を含んでもよい。
【００４６】
別の組の例において、各電気活性材料アクチュエータユニットは、データ線入力端子を備え、データ線接続は、１つの電気活性材料アクチュエータユニットのデータ線入力端子と、次の電気活性材料アクチュエータユニットのデータ線入力端子との間にある、そこで、方法は：
一組の識別ワード及びデータワードを直列に含むデータ信号を提供するステップであって、各識別ワードが電気活性材料アクチュエータユニットのそれぞれ１つに関連付けられるステップと；
各電気活性材料アクチュエータユニットにおいて、それ自身の関連付けられた識別ワードを認識し、関連付けられたデータワードを読み取るステップと；
を含んでもよい。
【００４７】
方法のステップは、少なくとも部分的にソフトウェアによって実行されてもよい。本発明は、コンピュータ読み取り可能媒体上に記憶されるか又はその上に記憶可能であるか、通信ネットワークからダウンロード可能なコンピュータ読み取り可能コードを含むコンピュータプログラム（製品）を提供し、コードは、コンピュータ上で実行されると、特許請求に係る方法のいずれか１つの方法のステップを実行させることができる又は実行させる。したがって、本発明の方法は、おそらく信号発生器を含む、特許請求に係る装置を駆動するためのコントローラ及びドライバを制御することができるソフトウェアで実施することができる。コントローラ及び／又はメインコントローラは、プロセッサ及びメモリを備えることができ、メモリは、その中に記憶されるコンピュータプログラムを有し、プロセッサは、コンピュータプログラム製品を実行するように構成される。コンピュータプログラムの一部は、各アクチュエータユニットのコントローラで記憶及び操作することができる。任意に、装置は、該装置を自動的に又は手動で動作させるためのユーザ入力及び／又は出力装置及び関連するインタフェースを含むことができる。
【００４８】
本方法のすべての特徴及びその利点は、コントローラ又はコンピュータプログラム製品の適合により、コンピュータプログラム又はコントローラの特徴に変換することができる。プロセッサは、中央処理装置等のような半導体プロセッサとすることができる。メモリは、プロセッサによってアクセス可能な任意の種類のＲＡＭ又はＲＯＭメモリとすることができる。コンピュータ読み取り可能媒体は、以前に本明細書で定義したようなメモリとすることができ、これは、例えばＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕｅ  Ｒａｙ（登録商標）又はハードディスクタイプのメモリであってよい。あるいは、ＳＤ、フラッシュ又はＵＳＢタイプのメモリスティック又はカードに含まれるようなソリッドステートメモリであってもよい。コンピュータ読み取り可能媒体は、プログラムをダウンロードすることができるＬＡＮ、ＷＡＮ又はローカルネットワーク等のような通信ネットワークとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
本発明の実施例は、添付の図面を参照して詳細に説明される。
【図１】クランプされていない既知の電気活性ポリマー素子を示す図である。
【図２】バッキング層（ｂａｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）によって抑制される既知の電気活性ポリマー素子を示す図である。
【図３】電気活性材料アクチュエータユニットの第１例を示す図である。
【図４】装置を形成するように一緒に接続された図３のユニットのセットを示す図である。
【図５】図４の装置のためのデータ信号構造を示す図である。
【図６】装置を形成するように一緒に接続された、第２の設計のユニットのセットを示す図である。
【図７】図６の装置のためのデータ信号構造を示す図である。
【図８】操縦制御のためにアクチュエータのセットを使用するカテーテルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
本発明は、線形集合として構成される複数の電気活性材料アクチュエータユニットを含む装置（及びその装置の作動方法）を提供する。個々のユニットの駆動を制御するためのデータがデータ線上に提供され、データ線接続が、電気活性材料アクチュエータユニットの各隣接するペアの間で作られる。電気活性材料アクチュエータユニットは、データ線からの受信データに応じて制御される。
【００５１】
本発明は、小さな適用環境内で複数のアクチュエータをアドレス指定して制御する必要があるときのワイヤリングの複雑さを低減する。
【００５２】
図３は、電気活性材料アクチュエータユニット２０の第１実施例を示す。複数のこのようなユニットは、全体的な装置を形成するように意図されており、これらのユニットは（後述するように）線形集合として配置される。各電気活性材料アクチュエータユニット２０は、少なくとも２つの電力線端子ＰＬ１及びＰＬ２と、少なくとも１つのデジタルデータ線端子ＤＬ１を含む。
【００５３】
図３は、動作電圧が供給される第１電力線Ｖｏｐを示しており、第１電力線Ｖｏｐは、ユニット２０の第１電力線端子ＰＬ１に接続する。第３電力線端子ＰＬ３に接続するオプションの第３電力線Ｖｏｐ２が示されている。基準電圧Ｖｒｅｆは、第２電力線を形成して第２電力線端子ＰＬ２に接続し、これは、接地されてもよい。第１（データ入力（ｄａｔａ  ｉｎ））データ線Ｄｉｎは、第１データ線端子ＤＬ１に接続し、図３の例では、各ユニット２０は、データ線Ｄｏｕｔに接続する第２（データ出力（ｄａｔａ  ｏｕｔ））データ線端子ＤＬ２も有する。
【００５４】
電気活性材料アクチュエータユニット２０は、電気活性材料アクチュエータ２１を含む。各ユニット２０内に、１つ又は複数のこのようなアクチュエータが存在してよい。デジタルコントローラ２６は、データ線Ｄｉｎからデータを受け取るためのデータ線端子に接続される。それは駆動コマンドを解釈し、次いで、駆動コマンドは、受け取ったデータに応じて電気活性材料アクチュエータ２１を駆動するためにドライバ２４を制御するよう使用される。
【００５５】
必要な外部の線の数を最小にするために、図３の例は電力ユニット２２を有する。電力ユニットは、コントローラ２６のための第１電力源（ｐｏｗｅｒ  ｓｕｐｐｌｙ）Ｖｓ１及びドライバ２４のための第２電力源Ｖｓ２を、第１電力線上の信号Ｖｏｐから導出するための電力変換器を備える。各ユニット２０内に電力ユニット２２を設けることによって、第２電力源Ｖｏｐ２は必要とされない。
【００５６】
電力ユニット２２は、ＡＣ又は好ましくはＤＣ電圧によって供給され得る。電圧振幅に応じて、電力ユニットは、入力電圧を、デジタル論理部品のための（低い）ｄｃ動作電圧とアクチュエータを動作させるのに適した（高い）ｄｃ電圧に変換することができる必要がある。高い動作電圧（Ｖｏｐ）が使用される場合、電力ユニットは、デジタル制御のための低いｄｃ動作電圧を生成するために、電圧をダウンコンバートするだけでよい。
【００５７】
したがって、電力ユニットは、ＡＣ／ＤＣ変換器を含むことができる。それは、ＤＣ−ＤＣ電圧アップ変換器及び／又はＤＣ−ＤＣ電圧ダウン変換器を含んでもよい。したがって、供給される全体的な電力信号に応じて、電圧は、ドライバ供給に到達するよう増加されてもよく、あるいはデジタルコントローラ供給に到達するよう減少されてもよく、あるいは（例えば中間電圧が提供される場合）その両方であってもよい。
【００５８】
２つの電力源（Ｖｏｐ１、Ｖｏｐ２並びに基準）が提供される場合、ユニットは内部電力変換機能を必要としない。アクチュエータを駆動するためには高電圧（例えば１００Ｖ又はそれ以上）が必要とされるのに対し、デジタル回路に電力供給するためには低電圧（例えば５Ｖ）が必要とされるため、ユニットは２つの電力源を必要とする。
【００５９】
第１電力源（Ｖｏｐ）は代わりに、中程度の電圧振幅を伝えてもよく、その結果、所望の電圧Ｖｓ２に到達してドライバを供給するために、比較的低いアップコンバージョン係数が依然として必要とされる。２つの電力源を使用すると、電力変換ユニットが（又は小さい電力変換ユニットしか）必要とされないので、ユニットは、はるかに小さくなる。
【００６０】
このユニットはまた、デジタルデータを受け取り、ドライバに適したアナログ駆動信号を導出するデジタル−アナログ変換器も含む。図示される例では、デジタル−アナログ変換器はコントローラ２６の一部である。これは、データ線上のデジタルコマンドの解釈を可能にするために使用され、それにより、ドライバは、対応するアナログ作動レベルをアクチュエータに届けるように制御され得る。
【００６１】
デジタル−アナログ変換器は、集積回路として利用可能であるが、アナログ回路で製造することもできる。好ましいソリューションは、Ｄ／Ａ変換並びに更なる処理機能のために、単純な（低コストの）マイクロコントローラを使用することに基づく。
【００６２】
図３のユニットは、シリアルデータチェーンにおける接続のために設計されている。
【００６３】
１つの外部電力源のみが提供されると仮定すると、ユニット２０は、本質的にシリアルバスを介して接続され、それによってシリアルアドレッシングで動作する、任意の数のユニットに電力を供給して制御するために４本の電線のみを必要とする。
【００６４】
ユニットに電力を供給するために２つの端子が使用され、デジタルデータ入力及びデータ出力のために更に２つの端子が必要とされる。図３では、各電力源端子における並列キャパシタのような、任意の必要な受動コンポーネントは図示されていない。
【００６５】
（線ＶｏｐとＶｒｅｆのペアによる）電力供給を、セットの各ユニット間の並列構成として実現することができる。
【００６６】
デイジーチェーン構成では、先行ユニットのデジタル出力Ｄｏｕｔは、次のユニットのデジタル入力Ｄｉｎに接続される。デイジーチェーン構成は、図４に３つのユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃについて示されている。これは、すべてのユニットがどのように、電力線Ｖｏｐ及びＶｒｅｆに関しては並列であり、データ線Ｄｉｎに関しては直列であるかを示す。
【００６７】
デイジーチェーン構成は、ユニットのセットの線形電気接続を画定する。セット内の第１ユニット２０ａは、ユニットを制御するためにデジタルデータを生成することができる、全体の装置コントローラ４０からそのデジタルデータストリームを受け取る。ユニットの線形接続の端部にあるユニット２０ｃからの最後のデジタル出力は、図４に図示されるように開いたままにすることができ、あるいは、例えばすべてのデータがユニットによって正しく受け取られたかどうかをチェックすることを可能にするために、抵抗器で終端するか又はメインコントローラ４０のデジタル入力に戻るように接続されてもよい。
【００６８】
装置コントローラ４０に戻るこの接続は、双方向通信を可能にするために使用されてもよく、その結果、装置コントローラは、ユニットによって生成されたデータを受け取ることができる。
【００６９】
したがって、図４は、各電気活性材料アクチュエータユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃが、少なくとも２つの電力線ＶｏｐとＶｒｅｆの間に並列に接続され、データ線接続４２が、セットの電気活性材料アクチュエータユニットの各隣接するペアの間に設けられることを示す。
【００７０】
これらの電子回路のすべてが、１つのチップ（例えば特定用途向け集積チップ、ＡＳＩＣ）に集積されてもよく、必要に応じて、数個の電力コンポーネントのみがそれに接続される。例えばほとんどのアナログ及びデジタル回路は、ＡＳＩＣ内で組み合わされて集積されてよく、限られた受動コンポーネント（例えばインダクタ及びキャパシタ）及び／又は能動コンポーネント（例えばトランジスタ）のみがそれに接続される。
【００７１】
各アクチュエータユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、デジタル情報に基づいて偏向（ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）が制御されるように、デジタル信号ストリームの受信に反応する必要がある。図５は、図４のデイジーチェーンの例について、データ線に提供される信号の可能性のあるフォーマットの一例を示す。２つの活性化サイクルＡＣｎ及びＡＣ（ｎ＋１）が示されている。
【００７２】
デジタル／アナログ変換の分解能を定義する必要がある。例として、８ビットの分解能を考慮する。この場合、８ビットのワードから、最大２８＝２５６のアナログ状態を実現することができる。次いで、アクチュエータのアナログ制御振幅と機械的偏向との間のマッピングが、アクチュエータのドライバユニット内で定義される。デジタル情報（０又は１）を符号化するために、多くの符号化原理が当業者に公知である。例えば圧縮及び／又はセキュリティ／安全アルゴリズム、並びに特別な開始又は終了シーケンスが使用されてもよい。
【００７３】
図５は、全体的な２４ビットデータ信号に連結される３つの８ビットワードを示す。最初の８ビットは第１ユニット２０ａを意図し、次の８ビットは次のユニット２０ｂを意図し、最後の８ビットは最終ユニット２０ｃを意図している。
【００７４】
したがって、すべてのユニットのデジタルデータは、シリアル方式でデジタルデータ線上に送られる。データは、メインコントローラ４０によってパッケージ化され、セット内の第１ユニット２０ａに接続される。
【００７５】
メインコントローラ４０は、ユニット毎に各々８ビットのワードを取り、それらが交互に書かれるように配置する。デジタルデータストリームは、第１ユニットの８ビットで始まり、第２ユニットの８ビット等をそれに追加する。
【００７６】
したがって、より一般的には、全体のビットストリームは、ｎユニットに対して８ｘｎビットからなる。全体のビットストリームの２４ビットワードは、例えば「リセット」期間によって、例えばより長い低状態（０）又はより長い高状態（１）又は特別に定義されたビットシーケンス（ただし、これは、可能性のあるアナログ状態の数を減少させることを犠牲にする可能性がある）によって分離される。
【００７７】
データ信号全体がデータ線（すなわち、デジタルバス）に送信されると、第１ユニット２０ａは、最初の８ビットを読み出し、これらの８ビットを取り除くことによって、これらの８ビットの分だけデータ信号全体を低減する。それは（最初の８ビットを含まない）残りの信号のみを送る。これは図５の２行目として示されている。
【００７８】
次に、第２ユニット２０ｂは、最初の８ビットワードを読み出し、次いでデータ信号から８ビットを取り除き、図５の下段に示される信号を残す。最終的に、最後のユニット２０ｃは、残りの８ビットを取り除く。
【００７９】
全体的な手順は、いくつのユニットをアドレス指定する必要があるかというメインコントローラ４０の知識を必要とする。いずれかのユニットが作動レベルを変更する必要がある場合、（すべてのユニットについて）データ信号全体が生成され、再び送信される。ユニットの数を変更する場合、これはシステムのメインコントローラ４０に通知されなければならない。
【００８０】
最後のユニット２０ｃの出力は、すべてのデータが正しく受け取られているかどうかを確認するために、メインコントローラ４０によって接続され、読み出されてもよい。この場合、特別なビットシーケンスを（メインコントローラによって）例えば開始ビットストリームに追加することができ、かつ／又は各ユニットは、全体のビットストリームの終わりにビットシーケンスを追加することができる。
【００８１】
最も広い概念において、本発明は、高電圧駆動型アクチュエータと低電圧駆動型デジタル制御回路の動作を可能にするために、データ線へのアクチュエータユニットの並列接続を提供する。１つ以上の動作電圧が外部から供給されてもよい。アクチュエータの駆動レベルは、デジタル情報に従って調整され、ユニットの各々に直列に接続される。
【００８２】
上記の例では、各ユニットは、１つのアクチュエータのみを有すると考えられる。しかしながら、１つのユニットはまた、（例えばユニット当たり３Ｄ運動／変位を生成するよう）アクチュエータのトリプレットのように２つ以上のアクチュエータからなってもよい。このような構成では、デジタルデータストリームは、ユニット当たり３×８ビット（＝２４ビット）のような複数の制御ワードが提供されるように適合されてもよく、この場合、各８ビットワードは、ユニット内の３つのアクチュエータのうちの１つに対して専用される。
【００８３】
図４の例は、シリアルアドレッシングに基づく。
【００８４】
図６は、アクチュエータユニットの準シリアルアドレッシングに基づくと考えられる代替案を示している。
【００８５】
再び、３つの電気活性材料アクチュエータユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃが示されている。各々が、データ線Ｄｉｎに接続するデータ線入力端子（ｄａｔａ  ｌｉｎｅ  ｉｎ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）ＤＬ１を備える。しかしながら、データ線出力端子（ｄａｔａ  ｌｉｎｅ  ｏｕｔ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）は存在しない。やはりデータ線接続５０はあるが、それらは隣接するユニットの端子内のデータ線の間にあるので、すべてのユニットは同じデータ線に直接接続される。
【００８６】
この例では、装置コントローラ４０は、１組の識別ワード及びデータワードを直列に備えるデータ信号を提供し、ここで、各識別ワードは、電気活性材料アクチュエータユニットのそれぞれ１つに関連付けられる。次に、各ユニットのコントローラは、次いで、それ自身の関連付けられる識別ワードを認識し、関連付けられるデータワードを読み取る。特に、単一ユニットの間を区別するために、ユニットのステータスに関するデータワードのみを送信することは可能ではない。これに加えて、データ信号は、実際のデジタル情報がどのユニットに属するかを定義する必要がある。
【００８７】
図７は、識別ワードＩ（ｎ）とデータワードＤ（ｎ）の１つのペアを示す。
【００８８】
これは、準シリアルアドレス指定を提供しており、この場合、各ユニットは、その電力接続（Ｖｏｐ及びＶｒｅｆ）を有し、並びに１つの並列デジタルデータ線Ｄｉｎのみを有する。したがって、準シリアルとは、デジタルデータ線は各ユニットに並列に接続されるが、それぞれの短い期間の間に、バス上に１つのデータセット（アドレス＋作動データ）のみが送られることを意味する。
【００８９】
図７のデータフォーマットは、ユニット毎に準備され、バス上で一緒に送られる。８ビットのアドレス分解能では、最大２５６のユニットのアドレス指定が可能である。より多くのビットが使用される場合、同様にしてより多くのユニットをアドレス指定することができる。このようなシステムでは、メインコントローラ４０は、装置構成全体のすべてのアドレス情報を有する必要がある。（ユニットを追加又は取り出すことによって）元の構成を変更する場合、これは制御ソフトウェアで通知する必要がある。
【００９０】
すべてのユニットが連続的にデータ線をリッスンする。ユニットが自身のアドレスを認識するとすぐに、次のデジタル情報が、この特定のユニットの作動情報として解釈されることになる。デジタル情報は、いずれの特定の順序なしに交互に又は特定の順序で、すべてのユニットについて連続的に送られることができ、それにより、優先順位の高いユニットが最初にアドレス指定される又は最も近いユニットが最初にアドレス指定されることになる。
【００９１】
代替的なアプローチは、ステータスを変更する必要があるこれらのユニットのみに（前述のように、連続的に、交互に、優先順位の有無で）データを送信できることである。この場合、適用を終了する前に、すべてのユニットを非活性にするか又は元の位置に戻すことができる。
【００９２】
上述のように双方向通信も可能である。システムは、１つのデータ線上でデータを送受信することができる。例えばユニットはバスをリッスンしてもよく、実際にデータがいずれのユニットによっても送られない場合、新しいデータを送ることができ、時間多重能を与えることができる。周波数又は符号多重能等の他の通信原理が実装されてもよい。
【００９３】
最後のユニットのデジタル出力端子を開回路（又は終端）として設定する代わりに、リング状の構成を使用して、最後のデジタル出力をメインコントローラにフィードバックしてもよい。このようなフィードバックは、例えば電流作動（偏向）状態又は他の任意の感知情報（圧力、力等）のフィードバックを提供するために使用されてよい。
【００９４】
興味深い用途の１つは、カテーテル又はガイドワイヤである。この用途では、接続ワイヤのためのスペースが非常に限られており、また、複数のワイヤが剛性に悪影響を及ぼさないことも要求される。
【００９５】
図８は、カテーテル８２に沿って形成された一組の電気活性材料アクチュエータ８０を示している。各アクチュエータは、カテーテルを操縦することができるように、局所屈曲機能を実装するように作動され得る。装置は、同様に、カテーテルガイドワイヤ又はステント送達ガイドワイヤ等のガイドワイヤに沿って又はその先端に設けられてよい。装置の作動は、一般的に、例えば上述のような操縦のためだけでなく、走査又は動き補償のために屈曲を誘導するように行われてよい。
【００９６】
また、例えば流れ及び／又は圧力を測定するために、電気活性材料センサを設けることもできる。流れ圧力感知のために、装置内で誘発される垂れ（ｓａｇ）は圧力に依存する。
【００９７】
電気活性材料アクチュエータは、好ましくは、機械的作動を提供するための電気活性ポリマー構造を含む。この構造は、非作動状態と、電気活性ポリマー構造への電気駆動信号の適用によって達成可能な（非作動状態とは異なる）少なくとも１つの作動状態を規定する。アクチュエータは、駆動信号をＥＡＰ材料に供給するための電極構成を有する。電極構造を、ＥＡＰ材料に直接、あるいはその間の中間層に取り付けることができる。
【００９８】
各ユニットのＥＡＰ材料層は、電極構造の電極の間に挟まれてよい。あるいは、電極は、ＥＡＰ材料の同じ側上にあることもできる。いずれの場合においても、電極は、間にいずれの（受動）層も介さずに直接的に又は間に追加の（受動）層を介して間接的に、ＥＡＰ材料に物理的に取り付けることができる。しかしながら、必ずしも常にそうである必要はない。リラクサ又は永久圧電性又は強誘電性ＥＡＰの場合、直接接触は必要ではない。後者の場合、ＥＡＰ近傍の電極は、これらの電極がＥＡＰに電界を供給できれば十分であり、電気活性ポリマー構造はその作動機能を有する。電極は、ＥＡＰ材料層の変形に追従するように伸張可能である。
【００９９】
電気駆動信号は、使用されるＥＡＰ材料に応じて、電圧信号又は電流信号とすることができる（下記を参照されたい）。
【０１００】
ＥＡＰ層に適した材料は知られている。電気活性ポリマーは、以下のサブクラス：すなわち、圧電性ポリマー、電気機械ポリマー、リラクサ強誘電性ポリマー、電歪性ポリマー、誘電性エラストマー、液晶エラストマー、共役ポリマー、イオン性ポリマー金属複合材料、イオン性ゲル及びポリマーゲルを含むが、これらに限定されない。
【０１０１】
サブクラスの電歪性ポリマーは、以下を含むが、これらに限定されない：
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ）、ポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン（ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロフルオロエチレン（ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ−ＣＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレン（ＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ−ＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン（ＰＶＤＦ−ＨＦＰ）、ポリウレタン又はこれらの混合物。
【０１０２】
誘電性エラストマーのサブクラスは、以下を含むが、これらに限定されない：
アクリレート、ポリウレタン、シリコーン。
【０１０３】
サブクラスの共役ポリマーは、以下を含むが、これらに限定されない：
ポリピロール、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）、ポリアニリン。
【０１０４】
印加される電界に応答してＥＡＰ層の挙動に影響を与えるために追加の受動層を設けてもよい。
【０１０５】
ＥＡＰ層は、電極の間に挟まれてもよい。電極は、ＥＡＰ材料層の変形に従うように伸張可能である。電極に適した材料も公知であり、例えば金、銅又はアルミニウム等の金属薄膜、あるいはカーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、例えばポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホナート）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）等の有機導体、からなるグループから選択されてよい。金属化ポリエチレンテレフタレートのような金属化ポリエステルフィルムも、例えばアルミニウムコーティングを用いて使用されてもよい。
【０１０６】
異なる層の材料は、例えば異なる層の弾性係数（ヤング率）を考慮して選択されることになる。
【０１０７】
追加のポリマー層のように、上述される層に対して追加の層を使用して装置の電気的又は機械的挙動を適合させることができる。
【０１０８】
ＥＡＰ装置は、電界駆動装置又はイオン装置であってもよい。イオン装置は、イオン性ポリマー金属複合材料（ＩＰＭＣ）又は共役ポリマーに基づいてよい。イオン性ポリマー金属複合材料（ＩＰＭＣ）は、印加される電圧又は電場の下で人工筋肉挙動を示す合成複合ナノ材料である。
【０１０９】
ＩＰＭＣは、Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）又はＦｌｅｍｉｏｎ（登録商標）のようなイオン性ポリマーから成り、その表面は、白金又は金又は炭素系電極のような導体で化学的にめっきされるか又は物理的にコーティングされる。印加電圧下では、ＩＰＭＣのストリップにわたる印加電圧に起因するイオン移動及び再分布は、曲げ変形を生じる。ポリマーは溶媒膨潤イオン交換ポリマー膜である。この電界は、水と一緒にカチオンをカソード側に移動させる。これは、親水性クラスタの再編成とポリマー膨張をもたらす。カソード領域の歪みは、ポリマーマトリックスの残りの部分にストレスをもたらし、その結果、アノードに向かって曲がる。印加電圧を反転させることにより、曲げが反転する。
【０１１０】
めっき電極が非対称構成で配置される場合、印加電圧は、ねじり、回転、トーション、旋回及び非対称曲げ変形等のようなすべての種類の変形を誘発する可能性がある。
【０１１１】
装置は、単一のアクチュエータとして使用されてもよく、さもなければ、例えば２Ｄ又は３Ｄ輪郭の制御を提供するために、装置のライン又はアレイが存在してもよい。
【０１１２】
本発明は、アクチュエータのアレイが関心の対象である多くのＥＡＰ用途に適用可能である。
【０１１３】
多くの用途において、製品の主な機能は、ヒト組織の（局所）操作又は組織接触インタフェースの作動に依存する。そのような用途では、ＥＡＰアクチュエータは、主として小さなフォームファクタ、柔軟性及び高エネルギー密度のため、特有の利点を提供する。したがって、ＥＡＰは、ソフト、３Ｄ形状及び／又はミニチュア製品及び／又はインタフェースに容易に統合することができる。そのような適用の例は、以下の通りである：
皮膚を引っ張るか又はしわを減少させるために皮膚に一定又は周期的な伸張を加える、ＥＡＰベースの皮膚パッチの形態の皮膚作動装置のような皮膚美容処置；
皮膚に交互に正常な圧力を与えるために、顔の赤斑（ｒｅｄ  ｍａｒｋ）を減少又は防止するＥＡＰベースのアクティブクッション又はシールを有する患者インタフェースマスクを備えた呼吸器具；
アダプティブシェービングヘッドを備えた電気シェーバー。皮膚接触面の高さは、密着度と刺激とのバランスに影響を与えるために、ＥＡＰアクチュエータを使用して調整することができる；
特に歯の間の空間内で、スプレーの到達を改善するように動的ノズルアクチュエータを備えたエアフロス等の口腔洗浄装置。あるいは、歯ブラシには、活性房（ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｔｕｆｔｓ）が設けられてもよい；
ユーザインタフェース内又はその近くに一体化されるＥＡＰトランスデューサのアレイを介して局所触覚フィードバックを提供する家庭用電化製品装置又はタッチパネル；
蛇行した血管内の容易なナビゲートを可能にするよう操縦可能な先端を備えたカテーテル。例えばアクチュエータ機能は、上述のように操縦を実装するように曲げ半径を制御する。
【０１１４】
ＥＡＰアクチュエータから利益を享受する別のカテゴリの関連する用途は、光の修正（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に関する。レンズ、反射面、回折格子等の光学素子は、ＥＡＰアクチュエータを用いて形状又は位置適応によって適応的にされ得る。ここで、ＥＡＰアクチュエータの利点は、例えば低い電力消費である。
【０１１５】
システムで使用されるデータ信号は、典型的に、中央コントローラ上で動作するソフトウェアによって生成され（結合データ信号の形態で駆動データを生成する）、必要に応じて、これらは、各ＥＡＰアクチュエータにおいて局所的に動作するソフトウェアによって読み出され、関連するデータワードを抽出し、データ信号を処理する。
【０１１６】
コントローラを使用してソフトウェアを実行する。コントローラは、ソフトウェア及び／又はハードウェアとを用いて多くの方法で実装され、必要とされる様々な機能を実行することができる。プロセッサは、必要とされる機能を実行するためにソフトウェア（例えばマイクロコード）を用いてプログラムされ得る１つ以上のマイクロプロセッサを用いるコントローラの一例である。しかしながら、コントローラは、プロセッサを用いて又は用いずに実装されもよく、ある機能を実行するための専用ハードウェア（例えば１つ以上のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連回路）と他の機能を実行するためのプロセッサの組合せとして実装されてもよい。
【０１１７】
本開示の様々な実施形態で使用することができるコントローラコンポーネントの例は、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含むが、これらに限定されない。
【０１１８】
様々な実装において、プロセッサ又はコントローラは、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭ等の揮発性及び不揮発性のコンピュータメモリのような１つ以上の記憶媒体に関連付けられてもよい。記憶媒体は、１つ以上のプロセッサ及び／又はコントローラで実行されると、必要とされる機能を実行する１つ以上のプログラムでエンコードされてもよい。様々な記憶媒体は、プロセッサ又はコントローラ内に固定されてもよく、あるいはその上に記憶された１つ以上のプログラムがプロセッサ又はコントローラ内にロードされ得るように、移動可能であってもよい。
【０１１９】
開示された実施形態に対する他の変形は、図面、本開示及び添付の特許請求の範囲の研究から、特許請求に係る発明を実施する当業者によって理解され、実行され得る。特許請求の範囲において、「備える」という語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に利用することができないことを示唆するものではない。特許請求の範囲におけるすべての参照符号は、その範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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