“物づくり”に変革をもたらす
接着性改善技術省ティーチングでソフトタッチ制御が可能なロボットシステムの事業化

工学研究科・附属精密工学研究センター

基礎工学研究科

助教

助教

大久保雄司

Researchmap https://researchmap.jp/okb

WO2015/129675（特許第6551391号）、特開2016-056363、特開2017-043829（特許第6564283号）、WO2017/126191A1（特許第6150094号）、特開2019-137731、特開2019-199641等複数出願

論文

Adhesive-free adhesion between polytetraﬂuoroethylene (PTFE) and isobutylene‒isoprene rubber (IIR) via heat-assisted plasma treatment
RSC Advances, Vol. 7, No. 11, pp. 6432-6438, (2017).
Drastic improvement in adhesion property of polytetraﬂuoroethylene (PTFE) via heat-assisted plasma treatment using a heater
Scientiﬁc Reports, Vol. 7, Art. no. 9476 (pp.1-9), (2017)
フッ素樹脂の接着性を劇的に改善する熱アシストプラズマ処理の開発
日本接着学会誌, 第54巻, 第1号, pp. 4-16, (2018).
Adhesive-free adhesion between heat-assisted plasma-treated ﬂuoropolymers (PTFE, PFA) and plasma-jet-treated polydimethylsiloxane(PDMS) and its application
Scientiﬁc Reports, Vol. 8, Art. no. 18058 (pp.1-11), (2018).

精密部品の組立作業や、柔軟食品を扱う作業のほか、試験管・シャーレの精密な操作といった難自動化作業をターゲットとし、まずは超近接覚センサを備えた協働ロボットシ
ステムを開発する。
そして、超低摩擦アクチュエータに関しては、制御システムの汎用化・低コスト化を進めることで、顧客要求・環境にマッチしたプロトタイプを開発する。
特許①特開2020-201072 アレイ型近接覚センサ，石川 正俊, 妹尾 拓, 下条 誠, 小山 佳祐②特開2020-190552 近接覚センサ，石川 正俊, 妹尾 拓, 下条 誠, 小山 佳祐③特開2020-189359 ロボットハンド、ロボットハンドの制御装置、およびロボットシステム
石川 正俊, 妹尾 拓, 下条 誠, 小山 佳祐

論文[1] Keisuke Koyama, Makoto Shimojo, Taku Senoo, and Masatoshi Ishikawa: High-Speed High-Precision Proximity Sensor
for Detection of Tilt, Distance, and Contact, IEEE Robotics and Automation Letters, Vol.3, No.4, pp.3224-3231 (2018).
[2] Keisuke Koyama, Kenichi Murakami, Taku Senoo, Makoto Shimojo and Masatoshi Ishikawa: High-speed,Small-deformation Catching of Soft Objects based on Active Vision and Proximity Sensing, IEEE Robotics andAutomation Letters, Vol. 4, No. 2, pp. 578-585, 2019.
[3] 小山佳祐，堀邊隆介，安田博，
万偉偉，
原田研介，
石川正俊：ワンボード・USB給電タイプの高速・高精度近接覚センサの開発とプリグラスプ制御の解析，ロボット学会誌レター2021，39巻9号，pp. 862-865, 2021.

参考URL

http://www.upst.eng.osaka-u.ac.jp/endo̲lab/

参考URL

https://kk-hs-sa.website/research/indexj.html

キーワード

接着、フッ素樹脂、プラズマ、異種材料、Beyond 5G

キーワード

近接覚センサ、低摩擦アクチュエータ、ロボットハンドOUVC投資先企業

投資先企業

特許

社会実装に向けた将来展望

ソーシャルイノベーション

ソーシャルイノベーション

Na薬剤処理に代わる接着性改善技術として利用されることはもちろんだが、5G対応のプリント配線板への利用も期待されている。
周波数の増加に伴って一度に送信できる情報量は多くなるが、伝送損失も大きくなる。
この伝送損失を小さくするためには「比誘電率と誘電正接が小さい材料（PTFE）の使用」と「金属配線と基板材料の界面粗さ低減」が必要である。
開発した技術は、基板材料としてPTFEの利用を可能にし、さらに界面粗さを小さくできるため、超低伝送損失のプリント配線板を作製できる可能性を秘めている。

人間が机上のボールペンを掴む際には、①机面に沿って指先をスライドさせ、②ペン側面に沿って指腹の方向を瞬時に調整する。
このソフトタッチでの動作を工学的に如何に高速、安全、高耐久、省ティーチングで実現するかが製造業におけるロボティクスの本質的な問題である。
本プロジェクトでは、①と②を可能とするソフトタッチ制御により、既存技術では自動化が困難であった人手作業の自動化を実現し、新たなマーケット開拓を目指す。
ソフトタッ
チ制御を実現するためのキーとなる技術シーズは、①高速で繊細な力制御を実現する超低摩擦アクチュエータと、②指腹の向きを接触力ゼロで瞬時に調整可能とする超近接覚センサの二つである。
二つの技術シーズの組み合わせにより、事前のロボットの教示作業を削減しつつ、既存のロボット技術では実現困難とされてきた食品/物流倉庫内の人手作業の自動化を実現する。

ものづくり技術

ものづくり技術

社会実装に向けた将来展望

研究の概要

エネルギー

エネルギー

078

くっつかない材料の代表例は、フライパンのテフロン加工でお馴染みのフッ素樹脂（PTFE）である。
PTFEの表面は、表面エネルギーが低く、低分子量の脆い層（脆弱層）も存在するため、接着剤すらもくっつかない。
このPTFEがくっつくようになる唯一の方法として、Na薬剤処理がある。
この方法は、Naを含む劇薬にPTFEを浸漬して引き上げるだけで、接着性を劇的に改善できる。
ただし、この薬剤は、作業者への身体的負担および環境負荷が大きく、廃液処理の問題が生じる。
また、PTFEを変色させ、さらに、その表面は凸凹になる。
そこで、我々の研究グループは、プラズマを利用し、人体にも環境にも優しく、変色も起こさない上に、PTFEの表面を凸凹にすることなく接着性を改善する技術を開発した。

佳祐

Researchmap https://researchmap.jp/koyama028

ナノテクノロジー・材料

ナノテクノロジー・材料
OU
VC

研究の概要

小山

システム創成専攻

情報通信

情報通信

ものづくり技術

情報通信／ナノテクノロジー・材料

ライフサイエンス

ライフサイエンス

ものづくり技術079