（1980年〜1986年）現在使用されている内視鏡 は、先端部のみが細いチューブワイヤで2方向に屈曲出来るだけなため、胃や腸などに挿入する操作は難しく高度の技術を必要としていた。そのため我々はヘビ型ロボットの利用分野の一つとして、医療用や精密機械の内部を検査する能動的に屈曲できる能動内視鏡の開発を行っている。

1980〜81年には、写真1のようなELASTORを試作した。これは各節が柔らかいコイルスプリングで構成され、それを3本のチューブワイヤ(conduit wire)で遠隔的に屈曲させるものである。8節合計24本のワイヤで駆動されている。関節は柔軟なため、障害物に接触すると相手を傷つけずに自分の方が変形することで安全性を出す特性がある。ベース部にまとめられた駆動系には、ワイヤの張力を補償する補償バネ機構が取り付けられ、強いバネのアームを比較的小型のモータで駆動できるようにしている。

さらに小型化しなければ能動内視鏡は実現できないため、1983年以降形状記憶合金(SMA)を使用した超小型アクチュエータの開発に着手した。これは電気抵抗値がそれほど低くないTiNiワイヤを高電圧低電流電源でジュール加熱するものであるため、我々は図1のような機械的には並列に電気的には直列に結線するξ-arrayと呼ぶ構成法の導入や、電気抵抗を計測することによって長さを制御するサーボ系の構成、さらに最適な熱処理法の解明などを行い、1986年に図2、写真2のようなモデルを製作した。直径13mm、全長250mmで5つの関節が柔軟に屈曲出来るモデルである。写真3のように先端節に屈曲角司令を与え、それを挿入速度に同期して後部節に伝搬することにより狭い屈曲通路を滑らかに侵入させることができている。図3にシステム構成を示す。

References:

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