イオントロニック圧力センサーはロボットの皮膚触覚や健康状態の検出、VR（バーチャル・リアリティ）などのアプリケーション技術には必要不可欠です。しかし、これまでのイオントロニック圧力センサーは非線形応答と狭い圧力範囲に悩まされ、ロボットなどの性能に制限があるのが現状です。
最近、研究者たちはBMF社精密3DプリントとPDMSとPVA樹脂を用いた樹脂キャスティングを用いて、新しいフレキシブル圧力センサーを開発しました。その製作プロセス下図に示します。注目に値するのは、BMF社製３DプリンターS130（光学解像度：２μｍ）で製作した初期モデルの小柱直径が28μｍ、高さは僅か70μｍということです。
この研究成果は、権威ある雑誌ACS Nanoにて「Graded Interlocks for Iontronic Pressure Sensors with High Sensitivity and High Linearity over a Broad Range」というタイトルで掲載されました。
Fig. 1 BMF社製精密3DプリンターS130（光学解像度：２μｍ）及びPDMS/溶融成形用PVA樹脂などの工程で製作したイオントロニック圧力センサー）
精密3D印刷によるイオントロニック圧力センサーの特徴
このイオントロニック圧力センサーは感度、応答直線性、検出範囲、応答速度などの面で優れた特性を有し、より高性能なフレキシブル圧力センサーの製造に新たな可能性を提供するものです。
- 直線形応答がR2 > 0.995。
- 最大感度が1 kPa-1。
- 最大圧力検出範囲が485kPa。
- 応答緩和時間（response-relaxation time）は5 ms未満であり、最大振動周波数200Hzまで検出することが可能。
Fig. 2 高感度、応答直線性、広い応答範囲などを備えたイオントロニック圧力センサ
また、この上記圧力センサーをロボットアームに搭載し、物体を把持して重量を測定し、機械学習と組み合わせることで、88%以上の精度で測定することに成功しました。
Fig. 3 イオントロニック圧力センによる物体重量の測定
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