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反復刺激と荷重測定を一体化し、実験条件の再現性向上と効率的な条件探索を実現

事例シリーズ

達成成果
反復刺激と荷重測定を一体化し、実験条件の再現性向上と効率的な条件探索を実現

依頼概要
・特定部位への反復押圧・押圧時の荷重測定
・荷重、刺激時間、刺激回数、荷重波形のPC保存
・荷重、周波数、刺激時間を試験条件に応じて変更できる構成
・固定台上での使用
・装置一式の新規設計・製作、または既製品と特注部品を組み合わせた構成

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手作業では管理が難しかった刺激位置、反復動作、押圧荷重を装置上で調整・記録できるようにし、
条件ごとの比較と再現性のある試験を可能にしました。

ご依頼企業
桐蔭横浜大学 スポーツ科学部 櫻井研究室

研究のご紹介


桐蔭横浜大学 スポーツ科学部 櫻井研究室
同研究室の櫻井 智野風教授は、運動生理学を専門とし、酸素濃度やエストロゲンが筋損傷の回復に与える影響を研究。五輪選手の分析からパラアスリートの支援、テレビ解説まで幅広く活動し、科学的エビデンスに基づいた最新の運動理論を提唱されています。
詳細は、下記よりご確認いただけます。

桐蔭横浜大学 教員紹介

Why NIIGATA

ニイガタが選ばれる理由


研究条件を整理し、実際に検証できる装置として具体化
ニイガタでは、お客様から提示された仕様をそのまま形にするだけでなく、研究目的や対象、実験時の運用方法を確認したうえで、必要な機能と調整方法を整理します。


APPROACH

課題と解決内容


-課題
①ラットの身体各所の脂肪組織に対して、約0.3Nの荷重で、0.2~0.5Hzの反復的な機械刺激を10分間与える実験を行うため、刺激条件を調整しながら、実際に加わった荷重を測定・記録できる研究環境が求められていました。
②手作業では、刺激位置や押圧量、動作条件にばらつきが生じやすく、ラットの固定位置や個体差によっても実際の荷重が変化します。また、研究の進行に応じて刺激条件を変更し、荷重データを比較できる仕組みが必要でした。
-解決内容
①電動アクチュエータによる反復動作と、ロードセルによる荷重測定・記録を組み合わせた専用装置を設計しました。
②刺激部には直径8mmのシリコンゴム製プッシャを採用し、ラットの局所へ反復刺激を与えられる構成としました。
また、刺激位置は自由に変えられ、高さを微調整できるようにすることで、ラットの固定位置や個体差にも対応しています。
押圧時の荷重をPC上で確認・記録しながら、Zステージにてプッシャ高さを微調整し、アクチュエータの移動量や速度を変更できるため、刺激条件ごとの荷重データを比較し、研究に適した条件を検討しやすい試験環境を構築しました。
-支援キーワード
・約0.3Nの微小な押圧荷重を測定
・記録0.2~0.5Hzの反復刺激条件に対応
・10分間の反復刺激試験を機械化
・手作業による刺激条件のばらつきを抑制
・研究の進行に合わせた条件探索を支援

研究用装置(反復機械刺激装置)


反復機械刺激装置 全体図

✓ 電動アクチュエータによる反復押圧と、ロードセルによる荷重測定・記録を一体化した研究用装置

✓ 直径8mm のシリコンゴム製プッシャを採用し、刺激位置と高さを調整できる構造とすることで、対象部位への位置合わせや個体差に対応。約 0.3N の微小な押圧荷重を確認しながら反復刺激を行い、荷重データをPCへ記録可能

✓ 研究条件を実際の装置仕様へ落とし込み、条件ごとの比較検証を行いやすい試験環境を構築

 

装置化までの検討プロセス
~構想を実現可能な装置仕様へ具体化~


お客様から装置構成のイメージをご提示いただき、打合せを通じて研究目的とコストに応じた機能の優先順位を整理しました。
必要な機能と省略できる機能を確認しながら装置仕様を決定。
ニイガタでは、当初のイメージを実際の装置として成立させるため、部品選定と機構設計を行いました。
さらに、希望納期を踏まえて部品の調達性と製作スケジュールを整理し、研究目的、コスト、納期のバランスを考慮した装置構成へ具体化しました。

 

公開:2026.10.27|執筆:ニイガタ広報チーム|お問い合わせ:TEL 045-580-3181
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